رحلة من حلقات الأشجار إلى العواصف الإشعاعية

رحلة من حلقات الأشجار إلى العواصف الإشعاعية
رحلة من حلقات الأشجار إلى العواصف الإشعاعية - هل يمكن أن تكون زيادة الكربون المشع في حلقات الأشجار نتيجة "الانفجارات الشمسية الفائقة"؟ ائتمانات: مرصد ديناميات الطاقة الشمسية ، ناسا و GSFC

تم الكشف عن تاريخ "العواصف الإشعاعية" الغامضة على الأرض من خلال البقايا المشعة في حلقات الأشجار.
لقد أتيحت لي الفرصة لاستخدام بعض من أفضل التلسكوبات في العالم أثناء البحث عن الكواكب وتحليل نجومها. لاستكشاف الكون ، ركز فريقنا مؤخرًا على نظام أكبر: غابات الأرض.
للتحقيق في "العواصف الإشعاعية" غير المبررة التي دمرت الأرض حوالي 10.000 مرة في العشرة آلاف سنة الماضية ، درسنا الآثار الإشعاعية المتبقية في حلقات الأشجار حول العالم.
لا يزال السبب الحقيقي غير واضح ، لكن النتائج التي توصلنا إليها ، والتي نُشرت اليوم في Proceedings of the Royal Society A ، تستبعد "الانفجارات الشمسية الفائقة" باعتبارها مشكلة.

تحديد التاريخ من حلقات الشجرة

تصبح ذرات النيتروجين كربون مشع 14 ، أو كربون مشع ، عندما يضرب الإشعاع عالي الطاقة الغلاف الجوي العلوي. ثم يدخل الكربون المشع إلى الغلاف الجوي والمحيطات والرواسب والمستنقعات ، أنت وأنا ، والحيوانات والنباتات ، بما في ذلك حلقات الأشجار السنوية والأخشاب الصلبة ، وأخيراً الغلاف الجوي والمحيطات.

الكربون المشع هو نعمة لعلماء الآثار. تستخدم عملية التأريخ بالكربون المشع الكربون -14 ، الذي يتحلل ببطء وثبات إلى النيتروجين بعد إنتاجه ، كساعة لتحديد عمر العينات العضوية.

كل هذا مهم لعلماء الفلك. توفر حلقات الأشجار سجلاً سنويًا لآلاف السنين من الجسيمات عالية الطاقة المعروفة باسم "الأشعة الكونية".

نحن محميون من الأشعة الكونية التي تقذفها المجالات المغناطيسية للشمس والأرض عبر المجرة. عندما تضعف هذه الحقول المغناطيسية ، يصل المزيد من الأشعة الكونية إلى الأرض ، وعندما تصبح الحقول أقوى ، يصل عدد أقل من الأشعة الكونية إلى الأرض.

وفقًا لذلك ، تمثل التغييرات في مستويات الكربون 14 في حلقات الأشجار تاريخ انعكاس المجال المغناطيسي للأرض ودورة دينامو الشمس لمدة 11 عامًا.

ما هي أحداث مياكي؟

ومع ذلك ، فإن حلقات الأشجار تحمي أيضًا الظواهر التي لا يمكننا تفسيرها في الوقت الحالي. وجدت الفيزيائية اليابانية Fusa Miyake زيادة في محتوى الكربون المشع لحلقات الأشجار حوالي عام 2012 بعد الميلاد في عام 774. كانت هذه الزيادة كبيرة جدًا لدرجة أن الأشعة الكونية ، أي ما يعادل العديد من السنوات العادية ، يجب أن تكون قد هبطت في وقت واحد.

993 قبل الميلاد بالإضافة إلى 663 ق. 5259 ق 5410 قبل الميلاد تم اكتشاف دليل حلقة الشجرة على المزيد من "أحداث مياكي" ، بما في ذلك أحداث ما قبل التاريخ حوالي عام 7176 قبل الميلاد ، حيث انضم المزيد من الفرق إلى الصيد.

وقد أدى ذلك بالفعل إلى ثورة في علم الآثار. بدلاً من عقود أو قرون من الغموض في التأريخ بالكربون المشع التقليدي ، فإن العثور على واحدة من هذه المسامير الحادة والقصيرة في عينة قديمة يسمح بتأريخ العينة حتى العام.

استخدم زملاؤنا حدث 993 بعد الميلاد لتحديد ، من بين أمور أخرى ، العام الدقيق لقرية الفايكنج في L'Anse aux Meadows في نيوفاوندلاند ، أقدم مستوطنة أوروبية في الأمريكتين: 1021 م.

هل يمكن أن تحدث نبضات إشعاعية قوية مرة أخرى؟

لا تزال ظواهر مياكي في الفيزياء وعلم الفلك لغزا.

كيف يتم إنتاج مثل هذه النبضة القوية من الإشعاع؟ تم إلقاء اللوم على المستعرات الأعظمية ، وانفجارات أشعة جاما ، والانفجارات من النجوم النيوترونية المغناطيسية ، وحتى المذنبات في عدد من المقالات.

ومع ذلك ، فإن النظرية المقبولة عمومًا كسبب لأحداث مياكي هي نظرية "الانفجار الشمسي الفائق". من المحتمل أن تكون هذه التوهجات الشمسية التخمينية أكثر شدة بنسبة 1859-50 مرة من حدث كارينجتون 100 ، وهو أكبر ثوران معاصر معروف.

إذا حدث حدث مشابه اليوم ، فسيتم تدمير شبكات الكهرباء وشبكات الهاتف والأقمار الصناعية بالكامل. إن احتمال حدوث ذلك كل عشر سنوات هو 1٪ ، وهو خطر كبير إذا حدثت بشكل عشوائي كل ألف سنة.

لتحديد شدة أحداث Miyake وتوقيتها ومدتها ، شرع فريقنا في UQ في التمشيط عبر جميع بيانات حلقات الشجرة المتاحة.

لتحديد مقدار الكربون المشع الذي ذهب إلى المحيطات أو المستنقعات أو الأشجار في أي سنوات وليس أشخاصًا مثلك ومثلي ، كان علينا إنشاء برنامج لحل نظام المعادلات الذي يصوغ كيف يتسرب الكربون المشع عبر دورة الكربون العالمية بأكملها.

نشرنا مؤخرًا أول تحليل شامل وقابل للتكرار لجميع 98 شجرة من البيانات المتاحة للجمهور حول أحداث مياكي ، والتي طورناها بالتعاون مع علماء الآثار. لقد جعلنا أيضًا برنامج النمذجة متاحًا كمصدر مفتوح ، كأساس للتطوير المستقبلي.

عواصف التوهج الشمسي

تظهر النتائج التي توصلنا إليها أن كل حدث يصدر إشعاعًا من سنة إلى أربع سنوات نموذجية دفعة واحدة. زعمت دراسات سابقة أن الأشجار القريبة من أقطاب الأرض سجلت زيادة أكبر ، وهو ما نتوقعه إذا كان اللوم يقع على عاتق الانفجارات الشمسية. ومع ذلك ، فإن بحثنا الذي يفحص عينة أكبر من الأشجار يظهر أن هذا ليس هو الحال.

اكتشفنا أيضًا أن هذه الأحداث يمكن أن تحدث في أي وقت في دورة نشاط الشمس التي تبلغ 11 عامًا. من ناحية أخرى ، تحدث التوهجات الشمسية عادةً في ذروة الدورة.

والأمر الأكثر إثارة للدهشة هو أن بعض التقلبات يبدو أنها تدوم لفترة أطول مما يتوافق مع التسرب التدريجي للكربون المشع الإضافي في دورة الكربون. يشير هذا إلى أن مدة الأحداث يمكن أن تتجاوز في بعض الأحيان عامًا ، وهو أمر غير متوقع بالنسبة لتوهج شمسي كبير ، أو أن مواسم نمو الأشجار ليست موحدة كما كان يعتقد سابقًا.

من وجهة نظري ، تظل الشمس هي الشخص الذي يُرجح أن يُلام في أحداث مياكي. لكن النتائج التي توصلنا إليها تشير إلى أن ما نشهده هو أشبه بعاصفة توهج شمسي أكثر من كونه انفجارًا هائلًا واحدًا.

قبل أن نتمكن من تحديد ما حدث بالضبط في هذه الأحداث ، سنحتاج إلى مزيد من المعلومات لمساعدتنا في الحصول على صورة أوضح للأحداث التي ندركها حاليًا. هناك حاجة إلى المزيد من حلقات الأشجار لجمع هذه البيانات ، بالإضافة إلى المعلومات من مصادر أخرى ، مثل عينات الجليد في القطب الشمالي والقطب الجنوبي.

هذا العلم متعدد التخصصات حقًا. يصعب فهم الأرض المعقدة والمترابطة أكثر مما أتخيل عندما أفكر في تلسكوبات واضحة وحساسة تمامًا.

المصدر: phys.org

Günceleme: 29/10/2022 22:12

إعلانات مماثلة

كن أول من يعلق

Yorumunuz