Durch kosmische Strahlung erzeugte thermische Neutronen interagieren mit 14N-Atomen in der oberen Atmosphäre und erzeugen Radiokohlenstoff. Dieser Radiokohlenstoff filtert im gesamten Kohlenstoffkreislauf durch die Atmosphäre, die Biosphäre und die Meeresumwelt.
Eine neue Studie der Universität von Queensland nachgewiesen: Jährlich aufgelöste Messungen des Radiokohlenstoffgehalts in Baumringen haben seltene starke Anstiege der Kohlenstoff-14-Produktion ergeben. Diese „Miyake-Ereignisse“ werden wahrscheinlich durch einen seltenen Anstieg der kosmischen Strahlung verursacht Sun oder andere energiereiche astrophysikalische Quellen.
Die gängige Theorie war bisher, dass Miyake-Events gigantisch seien Sonneneruptionen. Die Ergebnisse stellen dies jedoch in Frage.
Mithilfe fortschrittlicher Statistiken auf Daten von jahrtausendealten Bäumen konnten Wissenschaftler mehr über Strahlungsstürme herausfinden.
Dr. Benjamin Pope von der Fakultät für Mathematik und Physik der UQ sagte: „Diese riesigen Ausbrüche kosmischer Strahlung, bekannt als Miyake-Ereignisse, ereignen sich etwa alle tausend Jahre, aber ihre Ursachen sind unklar. Die führende Theorie besagt, dass es sich um riesige Sonneneruptionen handelt.“
„Wir müssen mehr wissen, denn wenn so etwas heute passieren würde, würde es die Technologie zerstören, einschließlich Satelliten, Internetkabel, Fernstromleitungen und Transformatoren. Die Auswirkungen auf die globale Infrastruktur wären unvorstellbar.“
Qingyuan Zhang, der Erstautor und Mathematikstudent an der UQ, hat eine Software entwickelt, um all das zu analysieren Baumring Daten, die zugänglich waren.
Herr Zhang sagte: „Weil man die Jahresringe eines Baumes zählen kann, um sein Alter zu bestimmen, kann man auch historische kosmische Ereignisse beobachten, die Jahrtausende zurückreichen. Wenn Strahlung auf die Atmosphäre trifft, entsteht radioaktives Kohlenstoff-14, das durch die Luft, die Ozeane, Pflanzen und Tiere dringt und in Baumringen einen jährlichen Strahlungsrekord erzeugt.“
„Wir haben den globalen Kohlenstoffkreislauf modelliert, um den Prozess über 10,000 Jahre zu rekonstruieren und Einblicke in das Ausmaß und die Natur der Miyake-Ereignisse zu gewinnen.“
Die Ergebnisse haben gezeigt, dass die Ereignisse nicht miteinander korrelieren Sonnenfleckenaktivität, und einige dauern ein oder zwei Jahre.
Herr Zhang sagte: „Statt einer einzelnen augenblicklichen Explosion oder Fackel könnten wir es mit einer Art astrophysikalischem ‚Sturm‘ oder Ausbruch zu tun haben.“
Dr. Papst sagte, „Die Tatsache, dass Wissenschaftler nicht genau wissen, was Miyake-Ereignisse sind oder wie sie ihr Auftreten vorhersagen können, ist sehr beunruhigend. Basierend auf den verfügbaren Daten besteht eine Wahrscheinlichkeit von etwa einem Prozent, dass innerhalb des nächsten Jahrzehnts ein weiteres Ereignis auftritt.“
„Aber wir wissen nicht, wie wir es vorhersagen können oder welche Schäden es verursachen könnte.“
„Diese Chancen sind alarmierend und legen den Grundstein für weitere Forschung.“
Journal Referenz:
- Qingyuan Zhang, Utkarsh Sharma et al. Modellierung kosmischer Strahlungsereignisse in der Radiokarbonaufzeichnung von Baumringen. Proceedings der Royal Society A. DOI: 10.1098/rsp.2022.0497
