Etsiessäni planeettoja ja tutkiessani niiden tähtiä minulla on ollut etuoikeus käyttää joitain maailman suurista kaukoputkista. Tiimimme on kuitenkin hiljattain kääntynyt entistä laajempaan järjestelmään tutkiakseen kosmosta: Maan metsiä.
Analysoimme puurenkaisiin eri puolilla maailmaa jääneitä radioaktiivisia piirteitä tutkiaksemme salaperäisiä "säteilymyrskyjä", jotka ovat pyyhkäilleet Maan puoli tusinaa kertaa viimeisen 10,000 XNUMX vuoden aikana.
Hiljattain julkaistut tulokset Royal Society A: n menettelytavat, sulje pois "auringon supersoihdut" syyllisinä - mutta todellinen syy on edelleen tuntematon.
Puiden renkaisiin kirjoitettu historia
Kun korkeaenerginen säteily osuu yläilmakehään, se muuttaa typpiatomit radioaktiiviseksi hiili-14:ksi tai radiohiileksi. Radiohiili suodattuu sitten ilman ja valtamerten läpi, sedimentteihin ja soihin, sinuun ja minuun, eläimiin ja kasveihin – mukaan lukien lehtipuut vuosirenkaineen.
Arkeologeille radiohiili on jumalan lahja. Sen muodostumisen jälkeen hiili-14 hajoaa hitaasti ja tasaisesti takaisin typeksi, mikä tarkoittaa, että sitä voidaan käyttää kellona mittaamaan orgaanisten näytteiden ikää, ns. radiohiiliajoitus.
Tähtitieteilijöille tämä on yhtä arvokasta. Puiden renkaat antavat vuosittain ennätyksen korkean energian hiukkasista, joita kutsutaan "kosmisiksi säteiksi" vuosituhansia taaksepäin.
Maan ja auringon magneettikentät suojaavat meitä galaksin läpi ampuvilta kosmisilta säteiltä. Maahan saavuttaa enemmän kosmisia säteitä, kun nämä magneettikentät ovat heikompia, ja vähemmän, kun kentät ovat voimakkaampia.
Tämä tarkoittaa, että hiili-14-tason nousu ja lasku puiden renkaissa koodaa historiaa aurinkodynamon 11 vuoden sykli (joka luo auringon magneettikentän) ja käännökset Maan magneettikenttä.
Miyake -tapahtumat
Mutta puurenkaat tallentavat myös tapahtumia, joita emme voi tällä hetkellä selittää. Vuonna 2012 japanilainen fyysikko Fusa Miyake löysi piikin puiden renkaiden radiohiilipitoisuudessa vuodesta 774 jKr. Se oli niin suuri, että usean tavallisen vuoden kosmisia säteitä on täytynyt saapua kerralla.
Kun lisää ryhmiä on liittynyt etsintään, puun rengastodisteita on löydetty muista "Miyake-tapahtumista": 993 AD ja 663 BCja esihistorialliset tapahtumat 5259 BC, 5410 BCja 7176 BC.
Nämä ovat jo johtaneet arkeologian vallankumoukseen. Löytää yksi näistä lyhyistä, terävistä piikistä muinaisesta näytteestä merkitsee päivämäärän yhteen vuoteentavanomaisen radiohiilidatauksen vuosikymmenien tai vuosisatojen epävarmuuden sijaan.
Kollegamme ovat käyttäneet muun muassa 993 AD -tapahtumaa paljastamaan tarkan vuoden Amerikan ensimmäisestä eurooppalaisesta asutuksesta, viikinkikylästä L'Anse aux Meadowsissa Newfoundlandissa: 1021 jKr.
Voisiko valtavia säteilypulsseja tapahtua uudelleen?
Fysiikassa ja tähtitiedessä nämä Miyaken tapahtumat ovat edelleen mysteeri.
Miten saat noin valtavan säteilypulssin? Lukuisat paperit ovat syyttäneet supernovat, gammasäte purskuu, magnetoituneiden neutronitähtien räjähdyksiä, Ja jopa komeettoja.
Kuitenkin, yleisimmin hyväksytty selitys että Miyaken tapahtumat ovat "auringon supersäihdytyksiä". Nämä hypoteettiset Auringon purkaukset olisivat ehkä 50-100 kertaa energisemmät kuin nykyajan suurimmat havaitut purkaukset, Carringtonin tapahtuma ja 1859.
Jos tällainen tapahtuma tapahtuisi tänään, se tapahtuisi tuhota sähköverkot, televiestintä ja satelliitit. Jos näitä esiintyy satunnaisesti, noin kerran tuhannessa vuodessa, se on 1 prosentin mahdollisuus vuosikymmenessä – vakava riski.
Noisy Data
UQ-tiimimme päätti seuloa kaikki saatavilla olevat puurengastiedot ja selvittää Miyake-tapahtumien intensiteetin, ajoituksen ja keston.
Tätä varten meidän oli kehitettävä ohjelmisto ratkaisemaan a yhtälöjärjestelmä se malli kuinka radiohiili suodattuu koko läpi globaali hiilisykli, selvittääksesi, mikä murto-osa päätyy puihin minä vuosina, toisin kuin valtameriin, soihin tai sinä ja minä.
Yhteistyössä arkeologien kanssa olemme juuri julkaisseet ensimmäisen toistettavan, systemaattisen tutkimuksen kaikki 98 puuta julkaistuista tiedoista Miyaken tapahtumissa. Olemme myös vapauttaneet avoimen lähdekoodin mallinnusohjelmisto pohjana tulevalle työlle.
Auringonpurkausten myrskyt
Tuloksemme vahvistavat, että jokainen tapahtuma tuottaa yhdellä kertaa yhdestä neljään tavallisen vuoden säteilyä. Aiemmat tutkimukset ehdotetut puut lähempänä Maan napoja kirjasivat suuremman piikin - mitä voisimme odottaa, jos auringon supersäihdyt ovat vastuullisia - mutta työmme, kun tarkastellaan suurempaa puuotosta, osoittaa, että näin ei ole.
Huomasimme myös, että nämä tapahtumat voivat saapua mihin tahansa Auringon 11-vuotisen aktiivisuussyklin kohtaan. Auringonpurkaukset toisaalta taipumus tapahtua noin syklin huippu.
Hämmentävintä on, että muutamat piikit näyttävät kestävän kauemmin kuin voidaan selittää uuden radiohiilen hitaalla hiipumalla hiilikierron läpi. Tämä viittaa siihen, että joko tapahtumat voivat joskus kestää kauemmin kuin vuoden, mitä ei odoteta jättiläismäiselle auringonsäteelle, tai puiden kasvukaudet eivät ole niin tasaisia kuin aiemmin on luultu.
Rahallani aurinko on edelleen todennäköisin syyllinen Miyaken tapahtumiin. Tuloksemme viittaavat kuitenkin siihen, että näemme enemmänkin auringonpurkausten myrskyn kuin yhden valtavan superleimauksen.
Jotta voimme selvittää, mitä näissä tapahtumissa tarkalleen tapahtuu, tarvitsemme enemmän tietoja, jotta voimme saada paremman kuvan tapahtumista, joista jo tiedämme. Näiden tietojen saamiseksi tarvitsemme lisää puurenkaita – ja myös muita lähteitä, kuten jääsydämiä arktiselta ja Etelämantereelta.
Tämä on todella monitieteistä tiedettä. Yleensä ajattelen kauniin puhtaita, tarkkoja teleskooppeja: on paljon vaikeampaa ymmärtää monimutkaista, toisiinsa liittyvää Maata.
Tämä artikkeli julkaistaan uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.
Kuva pistetilanne: NASA/SDO/AIA
