Дерева вказують на радіовслески з інших зірок - астрофізики

Історія бомбардування Землі космічним випромінюванням записана на деревах. Зокрема, радіація змінює всі атоми азоту, трансформуючи його у вуглець. Останній, як відомо, поглинається рослинами. Якщо пов'язати стрибки обсягів ізотопу вуглецю з кількістю кілець дерев, ми отримаємо достовірний літопис радіаційних бур протягом кількох тисячоліть.

Виявляється, глобальні стрибки радіації, наприклад, події Міяке (на ім'я вченого, який їх відкрив), відбуваються приблизно раз на тисячу років.

Однак ми не знаємо, що їх спричиняє, а нові дослідження демонструють, що наша провідна теорія, пов'язана з гігантськими сонячними спалахами, - неспроможна і не пояснює потік даних природної радіації.

Дерева вказують на радіовслески з інших зірок - астрофізикиЯкщо ми не навчимося передбачати такого роду руйнівні події, ми можемо зіткнутися з серйозними проблемами.

"Нам потрібно знати більше, тому що якщо одна з таких подій станеться в наші дні, вона зруйнує всі технологічні мережі, включно із супутниками, інтернет-кабелями, лініями електропередач і трансформаторами", - каже астрофізик Бенджамін Поуп з Університету Квінсленда в Австралії.

"Ефект для глобальної інфраструктури був би неймовірним".

Історія зустрічей Землі з радіаційними штормами піддається розшифровці, якщо знати, як і де шукати.

Основна підказка - вуглець-14. Порівняно з іншими ізотопами, що зустрічаються на Землі, радіовуглець відносно мало поширений. Він утворюється тільки у верхніх шарах атмосфери, коли космічні промені зіштовхуються з атомами азоту, спричиняючи ядерну реакцію, внаслідок якої утворюється радіоактивний вуглець.

Оскільки космічні промені постійно атакують нашу атмосферу, ми маємо дуже невеликий запас цієї речовини, що випадає на поверхню планети.

Частина її потрапляє в кільця дерев. Оскільки рослини щороку додають нове кільце росту, відкладення радіовуглецю простежуються в часі. Таким чином виникає літопис радіаційної активності віком принаймні 10 тисячоліть.

Великий сплеск радіовуглецю, виявлений у рослинах по всьому світу, означає сплеск космічної радіації.

Сплеск вуглецю-14 у 774 році

Фото: Getty Images
Подія Міяке. Сплеск вуглецю-14 у 774 році

 

Існує кілька механізмів, що спричиняють радіосплески, - і насамперед сонячні спалахи. Але є й інші можливі джерела радіаційних бур, які не були остаточно виключені.

Оскільки інтерпретація даних вимагає всебічного розуміння глобального вуглецевого циклу, група дослідників під керівництвом математика Цін'юаня Чжана з Університету Квінсленда почала роботу, ґрунтуючись на показниках по кожному з обстежуваних дерев.

"Коли радіація потрапляє в атмосферу, утворюється радіоактивний вуглець-14, який проникає через повітря, океани, рослини і тварин і створює річний запис радіації в кільцях дерев", - пояснює Чжан.

"Ми змоделювали глобальний вуглецевий цикл, щоб реконструювати цей процес за 10000-літній період і отримати уявлення про масштаби і природу подій Міяке".

Радіаційні бурі на Землі в 2022 році. Математична модельУ результаті команда склала надзвичайно детальну картину радіаційних подій. Основний висновок полягає в тому, що час і профіль радіаційних бур не відповідають сонячним спалахам. Сплески радіовуглецю не корелюють із послідовністю сонячних плям.

Ба більше, слід деяких сплесків зберігаються впродовж усього лише кількох років.

Також спостерігалася невідповідність профілів радіовуглецю в різних регіонах для однієї і тієї ж події.

Для однієї великої події, зареєстрованої в 774 році н.е., деякі дерева показали різке, раптове зростання радіовуглецю протягом одного року. Але водночас інші "піддослідні" взагалі не помітили радіобурі.

"Можливо, ми спостерігаємо не один миттєвий вибух або спалах, а якусь астрофізичну "бурю", - припускає Чжан.

Наразі дослідники не знають, що провокує ці спалахи, але є кілька припущень.

Насамперед - наднові зірки, випромінювання від яких далеко поширюється космічним простором. Можливо, 774 року н.е. справді спалахнула наднова, а вчені лише вловили зв'язок між сплесками радіовуглецю та однією з космічних катастроф. Однак наші знання говорять, що наднові не викидають велику кількість радіовуглецю.

Іншим потенційним кандидатом є сонячні надспалахи. Але в такому разі має бути досить потужний спалах, на стільки потужний, що навряд чи міг статися на нашому Сонці.

Можливо, є якась інша, раніше не зареєстрована сонячна активність. Тут немає простого пояснення, а відомих варіантів не так уже й багато.

Що й викликає занепокоєння. Світ людей сильно змінився з 774 року н.е.; подія Міяке здатна спричинити те, що науковці називають "інтернет-апокаліпсисом", оскільки буде пошкоджено онлайн-інфраструктуру, завдано шкоди здоров'ю авіамандрівникам і навіть виснажено озоновий шар.

"Виходячи з наявних даних, імовірність того, що протягом наступного десятиліття відбудеться ще одна така подія, становить приблизно 1%", - каже Поуп.

"Але ми не знаємо, як її передбачити і якої шкоди вона може завдати. Шанси дуже тривожні і закладають основу для подальших досліджень".

Стаття була опублікована в журналі Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical, and Engineering Sciences.

Теги: Радіація
Поділитися:

Написати коментар