tarihini ortaya koyuyor
Gezegenleri araştırırken ve yıldızlarını incelerken, dünyanın en büyük teleskoplarından bazılarını kullanma ayrıcalığına sahip oldum. Ancak ekibimiz yakın zamanda evreni incelemek için daha da büyük bir sisteme yöneldi: Dünya’nın ormanları.
Son 10.000 yılda Dünya’yı yarım düzine kez kasıp kavuran gizemli “radyasyon fırtınalarını” incelemek için dünyanın dört bir yanındaki ağaç halkalarında bırakılan radyoaktif imzaları analiz ettik.
Proceedings of the Royal Society A’da bugün yayınlanan sonuçlarımız, suçlu olarak “güneş süper parlamalarını” dışlıyor – ancak gerçek neden hala bilinmiyor.
Ağaç halkalarına yazılmış bir tarih
Yüksek enerjili radyasyon üst atmosfere çarptığında nitrojen atomlarını radyoaktif karbon-14’e veya radyokarbona dönüştürür. Radyokarbon daha sonra havadan ve okyanuslardan süzülerek tortulara ve bataklıklara, size ve bana, hayvanlara ve bitkilere – yıllık ağaç halkaları olan sert ağaçlar da dahil olmak üzere – süzülür.
Arkeologlar için radyokarbon bir nimettir. Oluşturulduktan sonra, karbon-14 yavaş ve istikrarlı bir şekilde tekrar nitrojene dönüşür – bu, radyokarbon tarihleme adı verilen yöntemle organik numunelerin yaşını ölçmek için bir saat olarak kullanılabileceği anlamına gelir .
Gökbilimciler için bu eşit derecede değerlidir. Ağaç halkaları, “kozmik ışınlar” adı verilen yüksek enerjili parçacıkların bin yıl öncesine kadar her yıl kaydını verir .
Dünya’nın ve Güneş’in manyetik alanları bizi Galaksiden fırlayan kozmik ışınlardan koruyor. Bu manyetik alanlar daha zayıf olduğunda daha fazla kozmik ışın Dünya’ya ulaşır ve alanlar daha güçlü olduğunda daha az olur.
Bu, ağaç halkalarındaki karbon-14 seviyelerinin yükselip alçalmasının güneş dinamosunun (Güneş’in manyetik alanını yaratan) 11 yıllık döngüsünün ve Dünya’nın manyetik alanının tersine dönmesinin bir geçmişini kodladığı anlamına gelir .
Miyake etkinlikleri
Ancak ağaç halkaları, şu anda açıklayamadığımız olayları da kaydeder. 2012’de Japon fizikçi Fusa Miyake , MS 774’ten kalma ağaç halkalarının radyokarbon içeriğinde bir ani artış keşfetti . O kadar büyüktü ki, birkaç sıradan yıllık kozmik ışınlar bir anda gelmiş olmalıydı.
Aramaya daha fazla ekip katıldıkça, diğer “Miyake olayları” hakkında ağaç halkası kanıtları ortaya çıkarıldı: MS 993 ve MÖ 663’ten ve MÖ 5259 , MÖ 5410 ve MÖ 7176’daki tarih öncesi olaylar .
Bunlar şimdiden arkeolojide bir devrime yol açtı. Eski bir numunede bu kısa, keskin sivri uçlardan birini bulmak , sıradan radyokarbon tarihlemesinden kaynaklanan on yıllarca veya yüzyıllarca süren belirsizlik yerine, tarihini tek bir yıla indirir.
Diğer şeylerin yanı sıra, meslektaşlarımız MS 993 olayını Amerika’daki ilk Avrupa yerleşiminin tam yılını , Newfoundland’deki L’Anse aux Meadows’daki Viking köyünü ortaya çıkarmak için kullandılar: MS 1021.
Büyük radyasyon darbeleri tekrar olabilir mi?
Fizik ve astronomide bu Miyake olayları bir sır olarak kalıyor.
Bu kadar büyük bir radyasyon darbesini nasıl elde edersiniz? Bir gazete yağmuru süpernovaları, gama ışını patlamalarını , manyetize nötron yıldızlarının patlamalarını ve hatta kuyruklu yıldızları suçladı .
Bununla birlikte, en yaygın kabul gören açıklama , Miyake olaylarının “güneşin süper parlamaları” olduğudur. Güneş’ten gelen bu varsayımsal püskürmeler, modern çağda kaydedilen en büyüğü olan 1859 Carrington Olayı’ndan belki de 50-100 kat daha enerjik olacaktır .
Bugün buna benzer bir olay meydana gelirse, elektrik şebekelerini, telekomünikasyonları ve uyduları mahveder . Bunlar rastgele, yaklaşık bin yılda bir meydana gelirse, bu her on yılda bir %1’lik bir şanstır – ciddi bir risk.
Gürültülü veri
UQ’daki ekibimiz, mevcut tüm ağaç halkası verilerini incelemek ve Miyake olaylarının yoğunluğunu, zamanlamasını ve süresini ortaya çıkarmak için yola çıktı.
Bunu yapmak için, radyokarbonun tüm küresel karbon döngüsü boyunca nasıl filtrelendiğini modelleyen bir denklem sistemini çözecek bir yazılım geliştirmek zorundaydık . Ben.
Arkeologlarla birlikte çalışarak, Miyake olaylarıyla ilgili yayınlanmış verilerin 98 ağacının tamamının ilk tekrarlanabilir, sistematik çalışmasını az önce yayınladık. Gelecekteki çalışmalar için bir platform olarak açık kaynak modelleme yazılımını da yayınladık .
Güneş patlaması fırtınaları
Sonuçlarımız, her olayın tek seferde bir ila dört yıllık radyasyon sağladığını doğruluyor. Daha önceki araştırmalar , Dünya’nın kutuplarına daha yakın ağaçların daha büyük bir artış kaydettiğini öne sürdü – güneş süper parlamaları sorumlu olsaydı, bu beklenirdi – ancak daha büyük bir ağaç örneğine bakarak yaptığımız çalışma, durumun böyle olmadığını gösteriyor.
Ayrıca bu olayların Güneş’in 11 yıllık faaliyet döngüsünde herhangi bir noktaya gelebileceğini de bulduk. Öte yandan güneş patlamaları, döngünün zirvesi civarında meydana gelme eğilimindedir .
En şaşırtıcı olanı, birkaç ani artışın, yeni radyokarbonun karbon döngüsü boyunca yavaş yavaş ilerlemesiyle açıklanabilecek olandan daha uzun sürmesi. Bu, olayların bazen dev bir güneş patlaması için beklenmeyen bir yıldan uzun sürebileceğini veya ağaçların büyüme mevsimlerinin daha önce sanıldığı gibi olmadığını düşündürmektedir.
Param için, Güneş hala Miyake olaylarının en olası suçlusu. Bununla birlikte, sonuçlarımız, büyük bir süper parlamadan çok bir güneş patlamaları fırtınası gibi bir şey gördüğümüzü gösteriyor.
Bu olaylarda tam olarak ne olduğunu saptamak için, zaten bildiğimiz olayların daha iyi bir resmini vermek için daha fazla veriye ihtiyacımız olacak. Bu verileri elde etmek için daha fazla ağaç halkasına ve ayrıca Kuzey Kutbu ve Antarktika’dan gelen buz çekirdekleri gibi başka kaynaklara ihtiyacımız olacak .
Bu gerçekten disiplinler arası bir bilimdir. Normalde güzel temiz, hassas teleskopları düşünürüm: karmaşık, birbirine bağlı Dünya’yı anlamak çok daha zordur.