История бомбардировки Земли космической радиацией записана на кольцах деревьев, сообщает ciencealert.com.

В частности, когда радиация попадает в атмосферу Земли, она связывается с образованием формы углерода, который, в свою очередь, поглощается растениями. Соотношение всплесков этого изотопа углерода с кольцами роста деревьев может дать нам надежную информацию о радиационных бурях, длящихся тысячи лет.

Самые колоссальные из этих событий, известные как события Миякэ (в честь ученого, который их открыл), происходят примерно раз в тысячу лет. Однако мы не знаем, что их вызывает.

Без простого способа предсказать эти потенциально разрушительные события мы остаемся с серьезной проблемой внезапной радиационной «атаки» из космоса.

«Нам нужно знать больше, потому что, если бы что-то подобное произошло сегодня, это уничтожило бы технологии, включая спутники, интернет-кабели, линии электропередач на большие расстояния и трансформаторы», — говорит астрофизик Бенджамин Поуп из Университета Квинсленда в Австралии.

Историю столкновений Земли со штормами космической радиации можно расшифровать, если знать, как искать. Основной ключ к разгадке — радиоактивный изотоп углерода, называемый углерод-14, часто называемый радиоуглеродом. По сравнению с другими природными изотопами углерода на Земле, радиоуглерод является относительно редким. Он образуется только в верхних слоях атмосферы, когда космические лучи сталкиваются с атомами азота, вызывая ядерную реакцию, в результате которой образуется радиоуглерод.

Поскольку космические лучи постоянно сталкиваются с нашей атмосферой, у нас есть постоянный, но очень небольшой запас вещества, падающего дождем на поверхность. Часть его застревает в кольцах деревьев. Поскольку деревья каждый год добавляют новое кольцо роста, отложение радиоуглерода можно проследить во времени, что дает запись радиационной активности за сотни лет.

Большой всплеск радиоуглерода, обнаруженный на деревьях по всему миру, означает всплеск космической радиации. Есть несколько механизмов, которые могут вызвать это, и солнечные вспышки — один из них. Но есть и другие возможные источники радиационных бурь, которые не были окончательно исключены. Не были окончательно исключены и солнечные вспышки.

Поскольку интерпретация данных о кольцах деревьев требует всестороннего понимания глобального углеродного цикла, группа исследователей во главе с математиком Цинъюань Чжаном из Университета Квинсленда приступила к реконструкции глобального углеродного цикла, основываясь на каждом фрагменте радиоуглеродных данных о кольцах деревьев, которые они смогли получить в свои руки.

«Когда радиация попадает в атмосферу, она производит радиоактивный углерод-14, который фильтруется через воздух, океаны, растения и животных и создает ежегодный рекорд радиации в кольцах деревьев», — объясняет Чжан.

«Мы смоделировали глобальный углеродный цикл, чтобы реконструировать процесс за 10 000-летний период, чтобы получить представление о масштабах и природе событий в Миякэ».

Результаты этого моделирования дали команде чрезвычайно подробную картину ряда радиационных событий — достаточную, чтобы сделать вывод о том, что время и профиль не согласуются с солнечными вспышками. Всплески радиоуглерода не коррелируют с активностью солнечных пятен, которая сама по себе связана со вспышечной активностью. Некоторые всплески сохранялись на протяжении нескольких лет.

И было несоответствие в радиоуглеродных профилях между регионами для одного и того же события. Во время одного крупного события, зарегистрированного в 774 году н.э., на некоторых деревьях в некоторых частях мира наблюдался резкий, внезапный рост радиоуглерода в течение одного года, в то время как на других наблюдался более медленный всплеск в течение двух-трех лет.

«Скорее всего, мы наблюдаем не один мгновенный взрыв или вспышку, а своего рода астрофизический «шторм», — говорит Чжан.

На данный момент исследователи не знают, что может быть причиной этих вспышек, но есть несколько вариантов объяснения. Одним из них являются события, связанные со сверхновыми, излучение от которых может разлететься по всему космосу.

Другие объяснения включают солнечные сверхвспышки. Но вспышка, достаточно мощная, чтобы вызвать всплеск радиоуглерода 774 CE, вряд ли когда-либо произошла на нашем Солнце. Возможно, есть какая-то ранее неучтенная солнечная активность.

Таким образом, нет простого объяснения, которое четко объясняло бы, что вызывает события Миякэ.

И это, по мнению исследователей, вызывает беспокойство. Человеческий мир резко изменился с 774 года н.э.; событие Миякэ теперь может вызвать то, что ученые называют «интернет-апокалипсисом», поскольку инфраструктура будет повреждена, нанесет вред здоровью авиапутешественников и даже разрушит озоновый слой.

«Основываясь на имеющихся данных, существует примерно один процент вероятности увидеть еще один „супершторм“ в течение следующего десятилетия», — говорит Поуп.

Исследование было опубликовано в журнале Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical и Engineering Sciences.