Termiska neutroner som produceras av kosmisk strålning interagerar med 14N-atomer i den övre atmosfären för att producera radiokol. Detta radiokol filtrerar genom kolets kretslopp genom atmosfären, biosfären och marina miljöer.
En ny studie av University of Queensland demonstrerat- årliga upplösta mätningar av radiokolhalten i trädringar har avslöjat sällsynta kraftiga ökningar i produktionen av kol-14. Dessa "Miyake-händelser" orsakas sannolikt av sällsynta ökningar av kosmisk strålning från sol eller andra energiska astrofysiska källor.
Den vanliga teorin hittills har varit att Miyake Events är gigantiska solstormar. Men fynden utmanar detta.
Genom att använda avancerad statistik till data från årtusenden gamla träd, bestämde forskarna mer om strålningsstormar.
Dr Benjamin Pope från UQs School of Mathematics and Physics sa: "Dessa enorma utbrott av kosmisk strålning, kända som Miyake-händelser, har inträffat ungefär en gång vart tusen år, men vad som orsakar dem är oklart. Den ledande teorin är att de är enorma solflammor."
"Vi behöver veta mer för om en av dessa inträffade idag skulle det förstöra teknik, inklusive satelliter, internetkablar, långdistanskraftledningar och transformatorer. Effekten på den globala infrastrukturen skulle vara ofattbar."
Qingyuan Zhang, den första författaren och en UQ-student i matematik, skapade programvara för att analysera alla trädring uppgifter som var tillgängliga.
Mr Zhang sa, "Eftersom du kan räkna ett träds ringar för att identifiera dess ålder, kan du också observera historiska kosmiska händelser som går tillbaka tusentals år. När strålning träffar atmosfären producerar den radioaktivt kol-14, som filtrerar genom luften, haven, växter och djur, och producerar ett årligt rekord av strålning i trädringar."
"Vi modellerade den globala kolcykeln för att rekonstruera processen under 10,000 XNUMX år för att få insikt i omfattningen och naturen av Miyake-händelserna."
Resultaten har visat att händelserna inte är korrelerade med solfläcksaktivitet, och några varar ett eller två år.
Mr Zhang sa, "Istället för en enda ögonblicklig explosion eller flamma, vad vi kan titta på är en slags astrofysisk "storm" eller utbrott."
Dr. Pope sade, "Det faktum att forskare inte vet exakt vad Miyake-händelser är eller hur man förutsäger att de inträffar är mycket oroande. Baserat på tillgängliga data finns det ungefär en procents chans att se en annan inom det kommande decenniet.”
"Men vi vet inte hur vi ska förutsäga det eller vilka skador det kan orsaka."
"Dessa odds är alarmerande och lägger grunden för vidare forskning."
Tidskriftsreferens:
- Qingyuan Zhang, Utkarsh Sharma, et al. Modellering av kosmiska strålningshändelser i trädringens radiokolregister. Förlopp av Royal Society A. DOI: 10.1098/rspa.2022.0497
