年轮分析显示,巨大的辐射风暴已经袭击地球至少 10,000 年,并且可能再次袭击

其中一个事件的强度是有记录以来最强的太阳耀斑的 80 倍。

从国际空间站发现了在地磁风暴期间在天空中产生的极光。 (图片来源:NASA/JSC)
从国际空间站发现了在地磁风暴期间在天空中产生的极光。 (图片来源:NASA/JSC)

一项新的研究表明,地球历史上一系列突然和巨大的辐射水平峰值可能来自一系列未知、不可预测和潜在的灾难性宇宙事件。

第一项描述它们的研究的主要作者命名三宅事件,峰值大约每 1000 年左右发生一次,并被记录为古年轮放射性碳水平的突然增加。

辐射突然泛滥的确切原因仍然未知,辐射会周期性地将大气中额外的一部分氮转化为树木吸收的碳。 科学家们的主要理论是,三宅事件是太阳耀斑,其强度是有史以来最强耀斑的 80 倍。 但是,10 月 26 日发表在《英国皇家学会学报 A:数学、物理和工程科学》杂志上的一项新研究表明,辐射爆发的起源可能比最初想象的更加神秘。

“这些巨大的宇宙辐射爆发,被称为三宅事件,大约每千年发生一次,但导致它们的原因尚不清楚,”澳大利亚昆士兰大学的天体物理学家本杰明波普一份声明中说。 “我们需要了解更多,因为如果今天发生其中一种情况,它将破坏包括卫星、互联网电缆、长途电力线和变压器在内的技术。对全球基础设施的影响将是难以想象的。”

每年,温带树种都会在它们的树干周围形成一个新的同心圆环,加起来表明它们的年龄。由于树木从大气中吸收碳,科学家们可以通过测量树木年轮中放射性同位素碳 14 的数量来研究地球近代历史期间大气中的辐射量——当高能宇宙射线与大气中的氮碰撞时产生的放射性同位素碳 14。

迄今为止,科学家们已经在年轮中发现了六次三宅事件,这表明碳 14 和其他同位素的浓度在一年内突然跃升;这些发生在公元前 7176 年、公元前 5410 年、公元前 5259 年、公元前 660 年、公元 774 年和公元 993 年;以及在其他时间发现的其他一些较小的事件。

为了调查突然的碳 14 峰值是否是由极其强大的太阳耀斑引起的,研究人员创建了一个全球碳循环的简化模型;输入树木年轮数据以证明碳是如何由太阳辐射产生并被地球大气、海洋、陆地和生物吸收的。通过将他们的大气碳时间线与已知的 11 年太阳周期进行比较,研究人员预计会发现三宅事件发生的年份对应于太阳活动的峰值时刻。

但相反,他们发现三宅事件与太阳活动峰值不一致,并且与我们认为是太阳耀斑的短暂闪光不同,其中一些事件持续了一两年。

昆士兰大学数学家、第一作者、昆士兰大学数学家张庆元在声明中说:“我们看到的可能不是一次单一的瞬时爆炸或耀斑,而是一种天体物理‘风暴’或爆发。”

这些无法解释的宇宙弹幕的强度很难低估。有记录以来最大的太阳风暴是 1859 年的卡林顿事件,它在撞击地球后发出强大的太阳粒子流,炸毁了世界各地的电报系统,并导致比满月光还亮的极光出现在最南端加勒比。风暴释放的能量与 100 亿颗 1 兆吨原子弹的能量大致相同。据科学家称,如果现在同样强大的耀斑袭击地球,将导致“互联网末日”、停电和价值数万亿美元的损失。但卡灵顿事件的威力比公元 774 年三宅事件的威力小 80 倍。

在对传统意义上的太阳耀斑产生的尖峰产生怀疑后,研究人员考虑了三宅事件是由超新星还是一种太阳超耀斑产生的。但这些替代理论也有漏洞:超新星有时会在地球大气中产生放射性碳尖峰,但有时不会;像我们这样的恒星并不知道会产生足以引起三宅事件的太阳耀斑。在公元 774 年和公元 993 年的事件中回收的冰芯硝酸盐记录中也缺少太阳超耀斑的证据。

冒险查阅历史记录只会找到两个引人入胜的参考资料。 《盎格鲁-撒克逊编年史》(一部讲述盎格鲁-撒克逊历史的 9 世纪编年史集)中提到的一个可能是公元 774 年在天空中发现的“日落后的红色十字架”形式的极光,但研究人员认为它也可能是一种被称为月环的视错觉。公元 775 年的中国编年史《九堂书》中的另一个记载描述了也可能是极光,但它的存在至今没有其他记录支持。

研究人员的下一步是收集更多的树木年轮和冰芯数据,以进一步确定事件发生的时间以及它们产生的同位素混合物。但波普说,科学家们对于这些事件是什么,或者如何预测它们何时发生的不确定性“非常令人不安”。

“根据现有数据,在未来十年内大约有百分之一的机会看到另一个。但我们不知道如何预测它或它可能造成什么危害,”Pope 补充道。 “这些可能性相当惊人,为进一步研究奠定了基础。”

发表回复

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注