novembre 30, 2022

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Des traces radioactives dans les cernes des arbres révèlent l’histoire inexpliquée des «tempêtes de rayonnement» de la Terre

En cherchant des planètes et en étudiant leurs étoiles, j’ai eu le privilège d’utiliser certains des plus grands télescopes du monde. Cependant, notre équipe s’est récemment tournée vers un système plus vaste d’étude de l’univers : les forêts de la Terre.

Nous avons analysé les signaux radioactifs laissés dans les cernes des arbres du monde entier pour étudier les mystérieuses « tempêtes de rayonnement » qui ont balayé la Terre six fois au cours des 10 000 dernières années environ.

Nos résultats ont été publiés aujourd’hui dans Actes de la Royal Society Ail a exclu les « planètes super-solaires » comme coupables – mais la véritable cause reste inconnue.

L’histoire écrite dans les cernes des arbres

Lorsque le rayonnement à haute énergie atteint la haute atmosphère, il convertit les atomes d’azote en carbone 14 radioactif, ou radiocarbone. Ensuite, le radiocarbone se déplace dans l’air et les océans, vers les sédiments et les marécages, vers vous et moi, vers les animaux et les plantes – y compris les feuillus avec des cernes annuels.

Pour les archéologues, le radiocarbone est une aubaine. Après sa création, le carbone 14 se décompose lentement et régulièrement en azote – ce qui signifie qu’il peut être utilisé comme une horloge pour mesurer l’âge des échantillons organiques, dans ce qu’on appelle radiocarbone.



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Pour les astronomes, c’est d’égale valeur. Les cernes des arbres donnent un record année après année pour les particules de haute énergie appelées «rayons cosmiques». Des milliers d’années en arrière.

Les champs magnétiques de la Terre et du Soleil nous protègent des rayons cosmiques qui traversent la galaxie. Plus de rayons cosmiques atteignent la Terre lorsque ces champs magnétiques sont plus faibles, et moins lorsque les champs sont plus forts.

Cela signifie que la montée et la chute des niveaux de carbone 14 dans les cernes des arbres symbolisent une date Un cycle de 11 ans de la dynamo solaire (qui crée le champ magnétique du soleil) et les réflexions Champ magnétique terrestre.

Événements Miyaké

Mais les cernes des arbres enregistrent également des événements que nous ne pouvons actuellement pas expliquer. En 2012, le physicien japonais Fusa Miyake Trouver une altitude Dans la teneur en radiocarbone des cernes des arbres à partir de 774 après JC. Elle était si grande que les rayons cosmiques la traversaient d’un coup.

Alors que de plus en plus d’équipes se joignent à la recherche, des indices d’anneaux d’arbres pour plus d' »événements Miyaki » ont été révélés : de 993 après JC Et le 663 avant JCet les événements préhistoriques de 5259 avant JCEt le 5410 avant JCEt le 7176 avant JC.



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Cela a déjà conduit à une révolution dans l’archéologie. Trouvez l’un de ces ongles courts et pointus dans un spécimen ancien ça date d’un anplutôt que des décennies ou des siècles d’incertitude de la datation normale au radiocarbone.

Entre autres choses, nos collègues ont utilisé l’événement 993 AD Pour révéler l’année exacte De la première colonie européenne dans les Amériques, le village viking de L’Anse aux Meadows à Terre-Neuve : 1021 après JC.

Des impulsions radioactives massives pourraient-elles se reproduire ?

En physique et en astronomie, ces événements Miyake restent un mystère.

Comment obtenez-vous une impulsion de rayonnement aussi massive? Une vague d’articles a blâmé les supernovae, Sursauts gammaEt le Explosions d’étoiles à neutrons magnétiséesmême comètes.

Les « planètes super-solaires » pourraient-elles être responsables des pointes de radiocarbone dans les cernes des arbres ?
NASA/GSFC/Observatoire de dynamique solaire

Cependant, le L’explication la plus largement acceptée est que les événements de Miyake sont « ultrasolaires ». Ces hypothétiques éruptions du Soleil sont probablement 50 à 100 fois plus actives que la plus grande éruption enregistrée à l’ère moderne, Événement Carrington à partir de 1859.

Si un tel jour arrive, il arrivera Destruction de l’électricité, des communications et des réseaux satellitaires. Si cela se produit au hasard, environ une fois tous les mille ans, c’est 1 % de chance par décennie – un risque sérieux.

données bruyantes

Notre équipe de l’Université du Queensland a entrepris d’examiner toutes les données disponibles sur les cernes des arbres et de rassembler l’intensité, le moment et la durée des événements Miyake.

Pour ce faire, nous avons dû développer un programme pour résoudre un problème système d’équations Ce modèle montrant comment filtrer le carbone radioactif à travers l’ensemble Le cycle mondial du carbonepour voir quelle casse se termine dans les arbres chaque année, contrairement aux océans, aux marécages ou à vous et moi.

En collaboration avec des archéologues, nous venons de publier la première étude systématique et reproductible de Tous les 98 arbres de données publiés Dans les événements de Miyake. Nous avons également publié Logiciel de modélisation open source Comme plate-forme pour les travaux futurs.

Tempêtes d’éruption solaire

Nos résultats confirment que chaque événement délivre entre une et quatre années normales de rayonnement à la fois. recherche précédente Les arbres suggérés plus proches des pôles de la Terre ont enregistré une plus grande hauteur – ce à quoi nous nous attendrions si les planètes super-solaires étaient responsables – mais notre travail, en examinant un plus grand échantillon d’arbres, montre que ce n’est pas le cas.

Nous avons également constaté que ces événements peuvent survenir à tout moment au cours du cycle d’activité de 11 ans du Soleil. Les éruptions solaires, en revanche, ont tendance à se produire Autour de cycle de pointe.



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Encore plus déroutant, certaines des bosses semblent prendre plus de temps que ce qui peut être expliqué par le lent fluage du nouveau radiocarbone à travers le cycle du carbone. Cela indique que les événements peuvent parfois prendre plus d’un an, ce qui est inattendu si une éruption solaire géante se produit ou si les saisons de croissance des arbres ne correspondent pas à ce que l’on pensait auparavant.

Pour mon argent, le soleil est toujours le coupable le plus probable des événements de Miyake. Cependant, nos résultats suggèrent que nous assistons davantage à une tempête d’éruptions solaires qu’à une super éruption massive.

Pour déterminer exactement ce qui se passe dans ces événements, nous aurons besoin de plus de données pour nous donner une meilleure image des événements que nous connaissons déjà. Pour obtenir ces données, nous aurons besoin de plus de cernes d’arbres – ainsi que d’autres sources comme Carottes de glace de l’Arctique et de l’Antarctique.

C’est vraiment une science interdisciplinaire. Je pense généralement à des télescopes magnifiquement soignés et propres : la Terre complexe et interconnectée est très difficile à comprendre.

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