O furtună solară extremă ar putea face ravagii în lumea modernă

În septembrie 1859, în același an în care Charles Darwin a publicat celebra sa lucrare „Originea speciilor” şi pe când oamenii nu ştiau ce înseamnă o furtună solară, sistemele telegrafice din Europa și America de Nord au fost paralizate. Unele au produs scântei, declanșând incendii.

Prima furtună solară observată vreodată

Cu doar câteva ore înainte de acest incident, cercetătorii au observat prima erupție solară confirmată din istorie – o explozie puternică de radiații emisă de Soare, care a prevestit o amenințare iminentă asupra planetei noastre.

În scurt timp, cerurile din regiunile nordice și sudice s-au luminat cu aurore spectaculoase, semnalând o furtună solară masivă în plină desfășurare.

Această furtună solară, cunoscută mai târziu sub numele de Evenimentul Carrington, a fost una dintre cele mai intense furtuni solare documentate. Cu toate acestea, cercetări recente publicate în revista Nature au dezvăluit că Pământul a fost lovit de furtuni solare mult mai severe în trecutul său geologic.^[studiu]

Dovezile acestor fenomene extreme au fost obținute, în principal, prin analiza nivelurilor de carbon radioactiv – cunoscut sub denumirea de radiocarbon sau carbon-14 – din inelele arborilor.^[sursa]

Furtunile solare pot perturba magnetosfera Pământului, scutul magnetic care protejează planeta. Una dintre cauzele majore ale acestor furtuni sunt ejecțiile de masă coronală, adică explozii de particule încărcate provenind de la Soare, care ajung în apropierea Pământului și interacționează cu magnetosfera.

În contextul actual al unei societăți extrem de tehnologizate, furtunile solare extreme ar putea avea consecințe catastrofale, provocând daune sateliților și distrugând rețelele globale de telecomunicații și electricitate.

Magnitudinea acestor furtuni solare detectate în inelele arborilor sugerează că acestea ar fi putut devasta infrastructura tehnologică la o scară fără precedent.

Un exemplu notabil este furtuna solară extremă din anul 774 d.Hr., care ar fi depășit cu mult intensitatea evenimentului Carrington.

Metoda de măsurare a radiocarbonului

Radiocarbonul (sau metoda datării cu carbon) este utilizat de zeci de ani pentru a determina vârsta obiectelor care au aparținut organismelor vii, cum ar fi oasele, lemnul sau pielea. După moartea plantelor și animalelor, radiocarbonul din țesuturile acestora începe să se descompună într-un ritm constant.

Prin măsurarea cantității de radiocarbon rămase într-un obiect, oamenii de știință pot estima cu exactitate cât timp a trecut de la moartea organismului respectiv.

În ultimii ani, cercetările au demonstrat că furtunile solare extreme influențează nivelul de radiocarbon absorbit de organismele vii, inclusiv de arbori. Acest fenomen oferă cercetătorilor o modalitate de a detecta furtuni solare neînregistrate în documentele istorice și de a le data precis.

Nivelurile de radiocarbon atmosferic variază în timp, ceea ce poate introduce erori în determinările inițiale ale vârstei unui obiect.

De-a lungul timpului, s-au depus eforturi semnificative pentru calibrarea înregistrărilor radiocarbonului, astfel încât acestea să devină mai exacte. Acest proces de calibrare implică compararea datelor obținute cu cele din surse cunoscute, precum inelele de creștere ale copacilor sau formațiuni geologice precum stalagmitele și coralii, datate prin alte metode.

Atunci când este combinată cu dendrocronologia (știința determinării vârstei arborilor prin inelele lor de creștere), semnătura radiocarbonului produsă de o furtună solară extremă poate indica cu precizie anul în care a avut loc evenimentul. Aceasta contribuie la o mai bună precizie a datării cu radiocarbon.

Prin analiza dovezilor disponibile despre aceste furtuni solare extreme, cercetătorii pot determina frecvența acestor evenimente în trecut. Aceste informații oferă, de asemenea, date valoroase despre ciclul global al carbonului, circulația oceanică și atmosferică, precum și despre mecanismele interne ale Soarelui.^[sursa]

Efectele furtunilor solare asupra radiocarbonului

În anul 2012, echipa condusă de Fusa Miyake de la Universitatea Nagoya din Japonia a descoperit că furtunile solare extreme pot genera creșteri bruște ale concentrației de radiocarbon în inelele copacilor.

Înainte de această descoperire, se credea că ratele de producere a radiocarbonului nu variază semnificativ pe perioade scurte de timp, astfel că măsurătorile anuale ale radiocarbonului din trecut nu erau considerate relevante pentru identificarea furtunilor solare.

Această echipă a identificat o creștere masivă a radiocarbonului atmosferic asociată cu furtuna solară din anul 774 d.Hr. Alte evenimente similare au fost confirmate în anii 993, 660 î.Hr., 5259 î.Hr. și 7176 î.Hr.

Cea mai extremă furtună solară detectată până în prezent în inelele copacilor a avut loc în urmă cu aproximativ 14.370 de ani, aproape de sfârșitul ultimei ere glaciare.^[sursa]

Nu este încă clar dacă aceste evenimente sunt doar versiuni mai mari ale furtunilor solare obișnuite sau dacă sunt cauzate de fenomene fizice distincte. Pe măsură ce mai multe furtuni solare extreme vor fi identificate în înregistrările radiocarbonului, ele vor oferi o înțelegere mai profundă a proceselor fizice care au loc în Soare.

Riscurile moderne ale furtunilor solare

Una dintre cele mai mari amenințări generate de o furtună solară majoră este potențialul de a distruge întreaga flotă de sateliți (cu excepția celor aflați pe orbite joase, protejați de câmpul geomagnetic al Pământului) și de a afecta grav rețelele electrice la nivel global.

Este esențial să se poată anticipa aceste evenimente și să se emită avertismente timpurii către operatorii rețelelor de comunicații și electricitate.

În anii următori, analiza radiocarbonului ar putea dezvălui furtuni solare și mai extreme decât cele cunoscute până acum. Comunitatea științifică își intensifică eforturile pentru a examina arbori seculari din diferite regiuni ale lumii, cu scopul de a consolida dovezile existente și de a identifica noi furtuni solare extreme din trecut.

Îmbunătățirea cunoștințelor despre aceste fenomene nu este importantă doar pentru o datăre mai precisă cu radiocarbon, ci și pentru o mai bună înțelegere a proceselor fizice ce au loc atât pe Soare, cât și pe Pământ. Această cercetare poate juca, de asemenea, un rol crucial în pregătirea pentru următoarea furtună solară extremă.

Deși nu există încă mijloace pentru a prezice cu precizie momentul în care o astfel de furtună va avea loc, datele acumulate din evenimentele trecute indică faptul că un astfel de fenomen se va produce inevitabil în viitorul apropiat sau îndepărtat.