Gdyby zdarzyła się dzisiaj, sparaliżowałaby Ziemię. Odkryto ślad po najsilniejszej burzy słonecznej w historii

W tym artykule:

1. Drzewa znalezione w rzece
2. Jak powstaje węgiel-14
3. Mordercze Słońce?

Początek września 1859 roku był bardzo niespokojny. Na Słońcu pojawiły się liczne plamy. Pierwszego września brytyjski astronom Richard Carrington zauważył silny rozbłysk. Kilkanaście godzin później na Ziemi zaczęła się burza geomagnetyczna. Czyli nagłe, gwałtowne i silne zmiany ziemskiej magnetosfery.

Jej skutki były bardzo poważne. Uszkodzone zostały sieci telegraficzne w Europie i Ameryce. Zorza polarna była widoczna nawet na Karaibach. Noc stała się tak jasna, że ptaki zaczęły śpiewać, przekonane, że już wstaje świt. Choć nie istniały jeszcze instrumenty badawcze, którymi dysponujemy dzisiaj, szacuje się, że burza słoneczna z 1859 r. – po angielsku określana jako Carrington Event – była najsilniejszą burzą słoneczną, jaką mogliśmy bezpośrednio obserwować.

Gdyby coś takiego przytrafiło się w XXI w., znaleźlibyśmy się w dużych kłopotach. A jednak Słońce można nam sprawić jeszcze groźniejszą niespodziankę niż Carrington Event. Badania słojów drzew znalezionych w osadach rzecznych w Alpach Francuskich wskazują, że 14 300 lat temu Ziemię nawiedziła burza geomagnetyczna, która była silniejsza od tej z 1859 roku co najmniej o rząd wielkości.

Drzewa znalezione w rzece

Do takich wniosków doszedł zespół naukowców z kilku francuskich ośrodków (Collège de France, CEREGE, IMBE, Uniwersytet Aix-Marseille) oraz z Uniwersytetu Leeds. Prowadził on badania nad brzegami rzeki Le Drouzet biegnącej na południu Francji koło miejscowości Gap. Brzegi rzeki uległy erozji i odsłoniły resztki pni drzew sprzed kilkunastu tysięcy lat. Drzewa te uległy częściowej fosylizacji (czyli skamienieniu).

Dwa koronalne wyrzuty masy uderzą w Ziemię. To może zwiastować burze gemoagnetyczne

Najprawdopodobniej dzisiaj do Ziemi dotrze wielki obłok plazmy pochodzący ze Słońca. Może wywołać burzę geomagnetyczną o sile G1 lub G2.

Naukowcy wydobyli je i pocięli na bardzo małe kawałki. Po ich przebadaniu okazało się, że słoje sprzed 14 300 lat były inne od pozostałych. Zawierały wyjątkowo dużo węgla-14, promieniotwórczego izotopu węgla. Skąd się wziął?

Jak powstaje węgiel-14

Ta odmiana węgla – mająca jądro atomowe składające się z sześciu protonów i ośmiu neutronów – powstaje w górnych częściach atmosfery. Konkretnie w troposferze i stratosferze. Napływające z kosmosu promieniowanie kosmiczne inicjuje ciąg reakcji, których efektem jest pojawienie się węgla-14 (C-14). Po połączeniu go z tlenem tworzy się dwutlenek węgla. Ten następnie pochłaniany jest przez rośliny i drzewa w procesie fotosyntezy.

Zwiększoną obecność węgla-14 np. w słojach drzew wiąże się z nasiloną aktywnością Słońca i gwałtownymi burzami geomagnetycznymi. Dodatkowym potwierdzeniem, że do jednej z nich doszło przed kilkunastoma tysiącami lat, były badania składu rdzeni lodowych pozyskanych na Grenlandii. W lodzie sprzed 14 300 odkryto większą ilość izotopu berylu. To również przesłanka sugerująca pojawienie się wówczas silnej burzy geomagnetycznej.

Mordercze Słońce?

Jak potężne było tamto zjawisko? Zdaniem badaczy, gdyby wydarzyło się dzisiaj, jego skutki byłyby katastrofalne. – Ekstremalne burze słoneczne mogłyby mieć ogromny wpływ na Ziemię – komentuje Tim Hilton z Uniwersytetu Leeds. – Takie superburze mogłyby trwale uszkodzić stacje transformatorowe. To spowodowałoby blackouty, które objęłyby ogromne obszary i trwały miesiące. Satelity, które służą do komunikacji i nawigacji, zostałyby zniszczone. Astronauci obecni na orbicie narażeni zostaliby na silne promieniowanie – dodaje badacz.

Najważniejsze pytanie brzmi: jak częste są tego rodzaju zdarzenia? Burze co najmniej o rząd wielkości silniejsze od tej z 1859 r. zdarzyły się w ciągu ostatnich 15 tys. lat dziewięciokrotnie. Taki wniosek płynie właśnie z badań słojów rocznych przyrostów drzew. Nagły wzrost węgla-14 w niektórych słojach odkrył w 2012 r. japoński fizyk Fusa Miyake. Ostatni raz miał miejsce w 774 r. n.e., a wcześniej w 994 r. n.e. Burza geomagnetyczna sprzed 14 300 lat była jednak nawet dwa razy silniejsza od tamtych zdarzeń.

Co ją spowodowało? Na to pytanie nie ma jeszcze dobrzej odpowiedzi. Naukowcy zwracają uwagę, że bezpośrednio badamy Słońce od niedawna. Dopiero od XVII w. zaczęto obserwować i liczyć plamy na Słońcu. Nasza gwiazda może więc kryć przed nami jeszcze sporo niespodzianek i to niekoniecznie przyjemnych.

Źródła: phys.org, Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical Physical and Engineering Sciences.

Nasz ekspert

Magdalena Salik

Dziennikarka naukowa i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Pasjami czyta i pisze, miłośniczka literatury popularnonaukowej i komputerowych gier RPG. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com