Boomringen beschrijven een mysterieuze kosmische storm die elke duizend jaar toeslaat: ScienceAlert

De geschiedenis van het bombarderen van de aarde met kosmische straling is op de bomen geschreven.

Specifiek, wanneer straling de atmosfeer van de aarde raakt, kan het alle stikstofatomen die het raakt veranderen om een ​​vorm van koolstof te produceren, die op zijn beurt wordt geabsorbeerd door planten. Als we pieken in deze koolstofisotoop verbinden met jaarringen van bomen, zouden we een betrouwbaar record kunnen krijgen van stralingsstormen die duizenden jaren teruggaan.

Dit record laat ons zien dat de grootste van deze evenementen, bekend als de Miyake-evenementen (naar De wereld die ze ontdekte), komen ze ongeveer eens in de duizend jaar voor. We weten echter niet waardoor ze worden veroorzaakt – en nieuw onderzoek suggereert dat onze baanbrekende theorie, die gigantische zonnevlammen omvat, van tafel zou kunnen zijn.

Zonder een gemakkelijke manier om deze potentieel verwoestende gebeurtenissen te voorspellen, zitten we met een serieus probleem.

“We moeten meer weten, want als een van deze dingen vandaag zou gebeuren, zou het technologie vernietigen, waaronder satellieten, internetkabels, hoogspanningslijnen en langeafstandstransformatoren.” Zegt Astrofysicus Benjamin Pope van de Universiteit van Queensland in Australië.

“De impact op de wereldwijde infrastructuur zou onvoorstelbaar zijn.”

De geschiedenis van de ontmoetingen van de aarde met kosmische stralingsstormen is hier om te ontcijferen als je weet hoe je moet kijken. De belangrijkste aanwijzing is een radioactieve isotoop van koolstof, koolstof-14 genaamd, vaak radiokoolstof genoemd. Vergeleken met andere natuurlijk voorkomende koolstofisotopen op aarde, is radioactieve koolstof relatief zeldzaam. Het wordt alleen gevormd in de bovenste atmosfeer, wanneer kosmische stralen botsen met stikstofatomen, wat resulteert in een kernreactie die radioactieve koolstof produceert.

Omdat kosmische straling constant in botsing komt met onze atmosfeer, hebben we een gestage maar zeer kleine voorraad materiaal die op het oppervlak regent. Sommige zijn opgehangen in boomringen. Omdat bomen elk jaar een nieuwe groeiring toevoegen, kan de afzetting van radiokoolstof door de tijd worden getraceerd, wat een record geeft van radioactiviteit over tienduizenden jaren.

Een enorme stijging van de radiokoolstof die in bomen over de hele wereld wordt aangetroffen, betekent een lichte toename van de kosmische straling. Er zijn veel mechanismen die dit kunnen veroorzaken, en zonnevlammen zijn aanzienlijk. Maar er zijn enkele andere potentiële bronnen van stralingsstormen die niet definitief zijn uitgesloten. Ook zonnevlammen zijn niet definitief onder controle.

Omdat het interpreteren van boomringgegevens een uitgebreid begrip van de wereldwijde koolstofcyclus met zich meebrengt, heeft een team van onderzoekers onder leiding van wiskundige Chengyuan Zhang van de Universiteit van Queensland de wereldwijde koolstofcyclus gereconstrueerd, op basis van elk stukje radiokoolstofgegevens van boomringen dat ze zou kunnen krijgen. Handen vasthouden.

“Wanneer straling de atmosfeer raakt, produceert het radioactief koolstof-14, dat de lucht, oceanen, planten en dieren filtert en een jaarlijks record van straling produceert in boomringen.” Chang legt uit.

“We hebben de wereldwijde koolstofcyclus ontworpen om het proces gedurende 10.000 jaar te reconstrueren, om inzicht te krijgen in de omvang en aard van Miyake-evenementen.”

De resultaten van deze modellering gaven het team een ​​zeer gedetailleerd beeld van een aantal stralingsgebeurtenissen – genoeg om te concluderen dat de timing en het profiel niet overeenkomen met zonnevlammen. Mutaties in radiokoolstof zijn niet gerelateerd aan zonnevlekactiviteit, die zelf gerelateerd is aan flare-activiteit. Sommige van de positieve kanten bleven gedurende meerdere jaren bestaan.

Er was een discrepantie in de radiokoolstofprofielen tussen regio’s voor hetzelfde evenement. Voor één grote gebeurtenis, opgetekend in 774 na Christus, vertoonden sommige bomen in sommige delen van de wereld gedurende een jaar een scherpe en plotselinge stijging van de radiokoolstof, terwijl andere gedurende twee tot drie jaar een langzamere stijging lieten zien.

“In plaats van een enkele onmiddellijke explosie of gloed, kunnen we kijken naar een soort astrofysische ‘storm’ of explosie,” Zhang zegt.

Onderzoekers weten op dit moment niet wat die uitbarstingen zou kunnen hebben veroorzaakt, maar er zijn een aantal kandidaten. Een van deze gebeurtenissen is een supernova, waarvan de straling door de ruimte kan worden gestraald. Misschien is er een supernova gebeurd jaar 774 na ChristusWetenschappers hebben verbanden gelegd tussen radiokoolstofmutaties en Andere mogelijke supernova-gebeurtenissenmaar we kennen supernova’s zonder radioactieve koolstofpieken en pieken zonder bijbehorende supernova’s.

Andere mogelijke oorzaken zijn onder meer supersolaire planeten, maar het is onwaarschijnlijk dat een explosie sterk genoeg is om de 774 CE-radiokoolstofpiek van onze zon te produceren. Mogelijk is er sprake van een voorheen niet-geregistreerde zonneactiviteit. Maar de waarheid is dat er geen eenvoudige verklaring is die de oorzaken van Miyake’s gebeurtenissen nauwkeurig verklaart.

Dit is volgens de onderzoekers een punt van zorg. De mensenwereld heeft drastisch veranderd sinds 774 na Christus; Nu kan het evenement van Miyake leiden tot wat wetenschappers een ‘online apocalyps’ noemen waarin de infrastructuur wordt beschadigd, de gezondheid van luchtreizigers en zelfs uitgeput raakt ozon laag.

“Op basis van de beschikbare gegevens is er ongeveer 1% kans om er binnen het volgende decennium nog een te zien”, De paus zegt:.

“Maar we weten niet hoe we het moeten voorspellen of welke schade het kan veroorzaken. Deze mogelijkheden zijn zeer zorgwekkend en leggen de basis voor verder onderzoek.”

De zoekopdracht is gepubliceerd in Proceedings van de Royal Society A: wiskundige, fysische en technische wetenschappen.