Сонце переживає період високої активності, але це ніщо у порівнянні з величезною космічною подією, яка вразила нашу планету 14 000 років тому. Якщо таке станеться сьогодні, наслідки для Землі можуть бути руйнівними.
Про це пише ВВС.
Найстарішим деревам на Землі 5000 років – вони пережили багато чого. Вони пережили розквіт і падіння Римської імперії, народження християнства, відкриття європейцями Америки та першу висадку на Місяць.
А скам’янілі дерева під землею дають нам зв’язок з іще давнішими часами – з тим, що було 30 000 років тому.
На перший погляд, ці довгожителі можуть здатися просто байдужими спостерігачами, але це не так. Поки вони ростуть, вони роблять щось надзвичайне – фіксують активність нашого Сонця.
Оскільки в деревах відбувається фотосинтез, протягом року їхня кора змінює колір – стає світлішою навесні та темнішою восени. В результаті цього в стовбурі дерева виникають річні кільця.
“Це справді цінний архів капсул часу”, – каже Шарлотта Пірсон, дендрохронолог із Лабораторії дослідження деревних кілець Університету Аризони в США.
Протягом XX століття дендрохронологи за допомогою кілець на деревах досліджували зміни, що відбувалися протягом десятиліття чи більше. Вони помітили, що іноді ці зміни були більш раптовими та катастрофічними.
Так вони виявили свідчення масштабних космічних подій на Сонці, що розкривають тривожні відомості про бурхливе недавнє минуле зорі в центрі нашої Сонячної системи.
У 2012 році тодішня докторантка Фуса Міяке, яка тепер займається фізикою космічних променів в університеті Нагоя в Японії, зробила дивовижне відкриття.
Вивчаючи японські кедри, вона помітила величезний сплеск вуглецю-14, який стався протягом року майже 800 років тому, у 774 році нашої ери.
“Я була дуже схвильована”. – каже Міяке.
Спочатку засумнівавшись у даних, Міяке та її колеги незабаром дійшли неприємного висновку. Сплеск вуглецю-14, мабуть, стався через те, що в нашу атмосферу потрапила величезна кількість частинок. Цей радіоактивний ізотоп вуглецю утворюється, коли частинки високої енергії стикаються з азотом в атмосфері.
Колись таки сплески пов’язували з космічними подіями, як-от наднова зоря, що вибухає й сильно збільшує свою яскравість. Але згодом вчені припустили іншу причину – гігантський викид частинок Сонцем. Він відбувся через суперспалах на Сонці, набагато більший за будь-які інші в сучасну епоху.
“Це мала бути подія принаймні в десять разів потужніша за все, що ми спостерігали”, – каже Метью Оуенс, космічний фізик з Редінгського університету у Великій Британії.
Перший зареєстрований сонячний спалах датують серединою XIX століття, його пов’язують з великою геомагнітною бурею 1859 року, яка отримала назву подія Керрінгтона, на честь одного з астрономів, які її спостерігали, Річарда Керрінгтона.
Відкриття Міяке підтвердили інші дослідження річних кілець на деревах, а також аналіз давнього льоду в Антарктиді та Гренландії. Він містив сліди берилію-10 і хлору-36, які виникають в атмосфері схожим чином як і вуглець-14.
Відтоді таких масивних спалахів космічного випромінювання, які вчені почали називати подія Міяке, виявили більше. Відомо, що за останні 15 000 років відбулося сім добре вивчених подій, але є ще не підтверджені випадки.
Останній спалах стався понад 1000 років тому в 993 році нашої ери. Дослідники вважають, що ці події відбуваються рідко, але через регулярні проміжки часу, можливо, кожні 400-2400 років.
Найпотужнішу відому подію Міяке виявили зовсім нещодавно, у 2023 році. Дослідники побачили підвищення вуглецю-14 у скам’янілій сосні на півдні Франції, яке датується 14 300 роками.
Спалах, сліди якого вони виявили, був удвічі сильнішим за будь-яку відому до цього подію Міяке. А це означає, що такі космічні випромінювання можуть бути значно сильнішими, ніж ми вважали.
Потужний вплив
Проте якщо такий спалах станеться сьогодні, наслідки будуть безпрецедентними.
“Люди, які жили тисячі років тому, ймовірно, побачили полярне сяйво чи спалах на небі”, – каже Шарлотта Пірсон з Університету Аризони.
“Вони напевно здивувалися. Але інших наслідків вони, скоріше за все, не відчули. Наша сучасна цивілізація є першою на Землі, яка дуже вразлива до таких космічних подій і може сильно від них постраждати”.
Наше Сонце проходить через періоди максимальної та мінімальної активності протягом 11-річного циклу.
У період високої активності можуть відбуватися величезні спалахи плазми, які називають корональні викиди маси (CME), а також викиди радіації – сонячні спалахи.
Якщо Сонце спрямовує викид у напрямку Землі, це може спричинити геомагнітну бурю. Заряджені частинки потрапляють у нашу атмосферу, викликаючи полярне сяйво.
У травні 2024 року найсильніша геомагнітна буря за два десятиліття спричинила полярне сяйво, яке бачили навіть у Лондоні та поблизу Сан-Франциско в Каліфорнії.
Такі бурі можуть принести хаос на Землі.
Вони можуть впливати на розмір атмосфери, внаслідок чого вона може уповільнити рух супутників (так, у травні цього року телескоп Hubble опустився на 40-80 м нижче своєї звичної орбіти протягом дня).
Геомагнітні бурі можуть руйнувати електромережі, підвищуючи в них навантаження, якщо їх не вимкнули вчасно.
Так сталося у Квебеку в 1989 році, коли одна з електромереж міста вимкнулася на дев’ять годин, у результаті чого шість мільйонів людей – чверть населення Канади на той час – лишилися без електрики.
Найпотужніша сонячна буря у новітній історії, подія Керрінгтона 1859 року, викликала інтенсивні полярні сяйва в обох півкулях нашої планети. Вона також вивела з ладу телеграфні лінії.
Утім, сьогодні наслідки події такого рівня були б значно більш катастрофічними.
У найгіршому сценарії магнітна буря може вивести з ладу систему глобального позиціонування (GPS), якщо супутники зсунуться зі свого місця або буде пошкоджено їхню делікатну електроніку. Це призведе до порушень у численних електромережах на Землі та роботі інтернету.
У 2013 році в одному звіті оцінили, що економічні втрати лише в одних США від космічного спалаху рівня події Керрінгтона можуть становити 0,6-2,6 трильйона доларів.
Однак подія Міяке – геть іншого рівня. Вона викликає вибухи частинок, принаймні в десять разів потужніші, ніж подія Керрінгтона.
Насправді подія Керрінгтона була такою малою порівняно з подією Міяке, що майже не лишила сліду у кільцях дерев.
Геомагнітна буря такого масштабу, як та, що прокотилася Землею 14 300 років тому, може завдати такої великої шкоди сучасним технологіям, від яких залежить наше життя, що важко уявити.
Ми знаємо, що деякі зорі, насамперед червоні карлики, менші та тьмяніші за наше Сонце, схильні до суперспалахів, які можуть розірвати атмосфери планет поблизу.
Сонце навряд може становити таку небезпеку для Землі, але можливість подій Міяке показує, що воно здатне до екстремальних спалахів активності, значно потужніших, ніж ми бачимо зараз протягом 11-річного циклу.
Поки що вчені не розуміють, чи є зв’язок між подіями Міяке та геомагнітними бурями.
Сплески вуглецю-14, які виникали під час подій, ймовірно, походять від спалахів високоенергетичних частинок Сонця. Але невідомо, чи завжди ці події пов’язані зі спалахами, які викликають потужні геомагнітні бурі на Землі.
“Коли на Сонці відбувається сильна буря, часто відбуваються викиди енергетичних частинок”, – каже Сільвія Далла, фізик із сонячної енергії з Університету Центрального Ланкаширу. Але вона зазначає, що зв’язок не завжди однозначний.
Енергетичні частинки також можуть витікати з сонячних плям, викривлених магнітних полів, які охолоджують частини поверхні Сонця та стимулюють активність, але не всі з них викликають великі виверження.
У нашому технологічно залежному світі це викликає глибоку тривогу.
Зіткнувшись із таким шквалом високоенергетичних частинок і випромінювання, обладнання, яке не має надійного захисту, може не витримати.
Спалах може знищити супутники. Інфраструктура на Землі також буде під загрозою.
“Ці частинки проносяться крізь електронний чіп і змінюють один із бітів з одиниці на нуль”, – каже фізик Метью Оуенс.
Таке час від часу трапляється й за звичайних умов, що призводить до незрозумілих і неочікуваних комп’ютерних помилок. Але подія Міяке спричинила б хаос такого масштабу, що електронні системи стали б повністю непридатними.
“Якщо вийдуть з ладу системи, які контролюють паливо в атомній електростанції, це тривожно”, – каже Оуенс.
“Вивчаючи космічну погоду, ми зазвичай говоримо про події, що відбуваються раз на 100 років, але атомну промисловість турбують події, які можуть статися раз на тисячу років”.
Спалахи сонячних частинок також можуть завдати шкоди авіації.
Літакам доведеться змінювати рейси, щоб запобігти впливу потенційно шкідливих рівнів радіації на пасажирів.
Але з огляду на те, що ці частинки долітають від Сонця до Землі зі швидкістю, близькою до швидкості світла, тобто всього за вісім хвилин, часу на підготовку буде мало.
“Ми скоріше дізнаємось, що подія вже відбувається, ніж зможемо передбачити її”, – каже Оуенс.
Що далі
Кільця дерев дають нам лише миттєвий знімок цілого року, в якому відбулася подія Міяке. Тому все ще незрозуміло, чи є такі події результатом одного катастрофічного сонячного спалаху чи кількох періодів підвищеної активності протягом року.
“Ми не знаємо, чи це була одна подія в один день, такий суперспалах, чи просто в тому році відбулося багато великих сонячних бур”, – каже Оуенс.
Але у будь-якому разі кожен із цих штормів все одно буде потужним і потенційно небезпечним.
Вчені продовжують аналізувати кільця дерев і зразки льоду, щоб виявити більше подій Міяке у минулому і знайти відповіді на питання.
“Я думаю, що решта подій приховані”, – каже Міяке.
Дослідники проаналізували 95% даних з кілець дерев за останні 5000 років, каже Ніколас Брем, фахівець із сонячної енергії з Вищої технічної школи Цюриха.
Це означає, що в новітній історії навряд вдасться виявити багато інших подій Міяке. А деревина, яка збереглася за останні 30 000 років у скамʼянілостях, складніше піддається аналізу, кажуть вчені.
Попри це полювання на нові події Міяке триває.
У червні дослідник із Колеж де Франс Едуард Бард повернувся до Французьких Альп, щоб зібрати зразки скам’янілих дерев. Тепер він почне кропітку роботу з вивчення річних кілець. За його словами, це може зайняти декілька місяців.
Можливо одного дня вчені зможуть виявити сліди космічної події, ще більш потужної ніж та, що сталася 14 300 років тому.
І, звичайно, все ще є ймовірність того, що вона повториться. Нам краще розуміти, що ми до цього готові.
