В конце последнего ледникового периода наше Солнце стало причиной солнечной бури ошеломляющей силы, интенсивно бомбардирующей Землю заряженными частицами, что привело к резкому увеличению количества радиоактивного углерода.
Субфоссильные (не достигшие полного окаменения) деревья во французских Альпах несут в себе информацию об этом событии, давая понять, что оно является самым мощным из всех, что известны человечеству.
В этом году на Солнце наблюдается больше солнечных пятен, вспышек и выбросов корональной массы, чем когда-либо за последние 20 лет. Это довольно странное поведение звезды в рамках обычного 11-летнего цикла, поэтому некоторые исследователи допускают, что следующий год может оказаться еще более драматичным. Наблюдая за аномальным поведением Солнца, астрономы невольно вспомнили великие штормы прошлого:
- Геомагнитная буря 1989 года, которая привела к отключению электроэнергии и нарушению радиосвязи в разных уголках Земли. Особенно масштабные сбои произошли в энергосистеме канадской провинции Квебек; миллионы людей были погружены в 9-часовое отключение электроэнергии;
- Событие Кэррингтона 1859 года, которое привело к поражению электрическим током операторов телеграфа.
Учитывая ущерб, который геомагнитная буря, подобная событию Кэррингтона, способна нанести современному обществу, полностью зависящему от электричества, важно знать, насколько часто происходят катастрофы такого рода. Однако событие Кэррингтона может оказаться далеко не самым худшим сценарием… Команда англо-французских ученых нашла доказательства еще более ужасающей бури, охватившей Землю в прошлом.
Большие солнечные бури могут вызвать выброс нескольких радиоактивных изотопов на Земле, и чем они сильнее, тем больше этих изотопов образуется. Углерод-14 создается, когда высокоэнергетические частицы из космоса сталкиваются с атомами азота в атмосфере, и он попадает в живые организмы. Некоторая часть углерода-14, захваченного деревьями, сохраняется в их стволах, оставляя отчетливый «шип», добавляемый к следующему годичному кольцу.
Другие радиоактивные элементы, такие как бериллий-10, не оставляют биологической записи, но их можно найти во льдах Гренландии или Антарктиды. Мы знаем, как быстро распадаются эти изотопы, поэтому, если мы знаем время появления годичных колец или слоя льда, мы можем определить, сколько радиоактивных изотопов было изначально, и, следовательно, масштаб шторма.
Природная машина времени
Живые деревья позволяют нам вернуться в прошлое, чтобы изучить космические события давно ушедших эпох. Команда исследователей изучила 140 частично окаменелых стволов сосны обыкновенной, застрявших на берегах реки Друзе (Drouzet River) рядом с городом Гап в Южных Французских Альпах и теперь разрушающихся.
«Найти такую коллекцию сохранившихся деревьев было поистине исключительным событием, — сказала Сесиль Мирамон, доцент кафедры палеосреды и палеоклимата из Университета Экс-ан-Прованса, Франция. — Сравнив ширину отдельных годичных колец на нескольких стволах деревьев, мы затем тщательно объединили отдельные деревья, чтобы создать более длительную временную шкалу, используя метод, называемый дендрохронологией».
Мирамон не случайно назвала находку исключительным событием. Связано это с тем, что частично окаменелые стволы деревьев очень редко сохраняются после ледниковых периодов.
Команда исследователей искала следы так называемых событий Мияке (англ. Miyake events), последние их которых произошли в 774 и 993 годах нашей эры. Эти резкие скачки содержания углерода-14 обычно считаются признаками мощных солнечных бурь, хотя некоторые исследователи сомневаются в этом, не имея в распоряжении подходящего альтернативного объяснения.
Следы чудовищной солнечной бури
До этого исследования предполагалось, что Земля, уже населенная жизнью, столкнулась с 6-8 событиями Мияке, а самое древнее из них произошло чуть более 9 000 лет назад. Частично окаменелые деревья Друзе добавляют еще одно событие, произошедшее 14 300 лет назад.
Чтобы подтвердить, что это не какое-то странное локальное событие, Мирамон и ее коллеги организовали поиск бериллия-10 в кернах льда Гренландии. Мероприятие увенчалось успехом.
Событие, накрывшее Землю 14 300 лет назад, было вдвое мощнее события Мияке, произошедшего в 774 году, и ощутимо мощнее любого другого события, следы которых когда-либо были обнаружены. Кроме того, это событие было минимум в десять раз мощнее события Кэррингтона!
Частично окаменелые деревья запечатлели еще одно событие — столетний всплеск содержания углерода-14, начавшийся около 14 000 лет назад. Мирамонт и ее коллеги связывают это с периодом, когда солнечный ветер настолько ослабел, что Земля подверглась воздействию дополнительных космических лучей, и это привело к менее интенсивному, но гораздо более продолжительному увеличению «производства» радиоактивных изотопов. Время, как было установлено, соответствует периоду планетарного охлаждения, известного как Поздний дриас (этап последнего оледенения).
«Экстремальные солнечные бури могут иметь огромные последствия для Земли, — прокомментировал профессор Тим Хитон из Лидсского университета, Великобритания. — Такие суперштормы могут навсегда повредить трансформаторы в наших электросетях, что приведет к повсеместным и продолжительным отключениями электроэнергии на месяцы. Они также могут привести к необратимому повреждению спутников, на которые мы все полагаемся в навигации и телекоммуникациях, что сделает их непригодными для использования. Они также создадут серьезную радиационную угрозу для астронавтов».
Пока относительно спокойное Солнце дает нам возможность заняться укреплением своих слабых мест, чтобы в момент его «гнева» мы не оказались отброшенными на столетие назад. Однако человечество привыкло небрежно подходить к планированию действий на случай стихийных бедствий, так что впереди нас ждет катастрофа.
«Точное понимание нашего прошлого имеет важное значение, если мы хотим точно предсказать наше будущее и смягчить потенциальные риски», — резюмировал Хитон.
Исследование было опубликовано в журнале Philosophical Transactions of the Royal Society A.
