Изучая активность углерода-14 в срезах древней древесины во французском регионе Прованс, международная группа ученых обнаружила резкий всплеск радиоуглерода в кольцах, образовавшихся более 14 тысяч лет назад. Тогда Земля подверглась сильнейшей геомагнитной буре, которая сегодня привела бы к катастрофическим последствиям для всего технологического общества.
В 2012 году японский физик Фуса Мияке, в то время аспирантка Нагойского университета, вместе с тремя коллегами сделала важное открытие. В годичных кольцах деревьев ученые обнаружили следы мощнейших солнечных вспышек — выбросов потоков высокоэнергетических частиц, которые наряду с плазменным облаком и гамма-лучами вызывают на нашей планете геомагнитные бури. Эти бури могут влиять на технику и связь.
При помощи метода ускорительной масс-спектрометрии Мияки исследовала содержание радиоактивного изотопа углерода-14 в древесных кольцах японского кедра и зафиксировала резкий скачок радиоуглерода в срезах древесины, относящихся к VIII веку.
Углерод-14 образуется в атмосфере под действием космической радиации и затем поглощается растениями. К повышению его концентрации могут приводить, например, солнечные вспышки, гамма-всплески, сверхновые. Если в одном из годичных колец обнаружить пик радиоуглерода, его можно соотнести с конкретным астрономическим событием и узнать точную дату, когда то произошло.
Феномен, вследствие которого отмечают существенные скачки атмосферной концентрации радиоактивного изотопа углерода в кольцах деревьев, назвали в честь японского физика — «события Мияке». До недавнего времени было известно восемь таких событий. Самое «молодое» произошло в 993-994 годах, самое «старое» — в 7176 году до нашей эры.
Международная группа исследователей под руководством французского климатолога Эдуарда Барда из Коллеж-де-Франс в своей статье, опубликованной в журнале Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, рассказала, что открыла девятое «событие Мияке». Во время исследования субфоссильных остатков деревьев в Провансе.
Ученые измерили уровень углерода-14 в срезах древней древесины, сохранившейся на разрушенных берегах реки Друзе, недалеко от города Гап в Южных Французских Альпах, и выявили всплеск радиоуглерода в кольцах, которые образовались 14 300 лет назад. Сравнив этот всплеск с уровнями бериллия в гренландских ледяных кернах (бериллий образуется аналогично углероду-14), исследователи заключили, что его причина — мощная геомагнитная буря, которая, в свою очередь, возникла из-за сильнейшей бомбардировки атмосферы Земли высокоэнергетическими солнечными частицами.
Эдуард Бард и его группа пришли к выводу, что более 14 тысяч лет назад Земля пережила самую сильную геомагнитную бурю, известную ученым. Точно не ясно, какой именно ущерб нашей планете сегодня мог бы нанести такой «шторм», но авторы работы предположили, что он мог бы вывести из строя все спутники и вызвать на несколько месяцев массовые отключения электроэнергии на половине земного шара.
«К сожалению, у нас нет возможности сравнить эту геомагнитную бурю с каким-либо подобным событием, потому что мы о нем не знаем. Но можно точно сказать, что мощнейшая геомагнитная буря за всю историю наблюдений, которая случилась в 1859 году и которую часто называют „событие Кэррингтона“, вызвавшая отказ телеграфных систем по всей Европе и Северной Америке, и в подметки не годится той, что мы открыли. Буря 1859 года была настолько слабой по сравнению с бурей, произошедшей 14 тысяч лет назад, что она даже вряд ли отразится в годичных кольцах», — пояснил один из соавторов исследования Тим Хитон из Лидского университета (Великобритания).
Хотя ученым теперь известно о девяти «событиях Мияке», этого все равно недостаточно, чтобы сделать о них хоть какие-то выводы. Например, понять, результатом каких именно физических закономерностей эти события могут быть, можно ли их вообще предсказать. Также неясно, как меняется Солнце, прежде чем произвести мощнейшую солнечную вспышку, способную породить сильнейшие геомагнитные бури на нашей планете. Чтобы ответить на все эти вопросы, необходимы дальнейшие исследования.
Бард и его команда показали, что геомагнитные бури разрушительной силы не фантастика: они реальны, и, возможно, в ближайшем будущем человечество с ними столкнется. По мнению авторов исследования, такие события необходимо всецело изучать, ведь, только узнав их физику, люди смогут разработать системы, которые защитят коммуникационные и энергетические инфраструктуры и не приведут к энергетическому коллапсу на десятилетия.