אירוע קרינגטון של 1859, סופת שמש אדירה, נחקר לאחרונה באמצעות ריכוזי פחמן רדיו בטבעות עצים, וחשף תובנות חדשות לגבי פעילות השמש והשפעותיה על כדור הארץ. (קונספט האמן.) קרדיט: twoday.co.il.com
קבוצת מחקר שתואמה אוניברסיטת הלסינקי הצליחה למדוד עלייה בריכוז פחמן הרדיו של עצים בלפלנד שהתרחשה לאחר התלקחות קרינגטון. גילוי זה עוזר להתכונן לסופות שמש מסוכנות.
אירוע קרינגטון של 1859 הוא אחת מסופות השמש הגדולות שתועדו במאתיים השנים האחרונות. הוא נראה כהתלקחויות אור לבן על קבוצת כתמי שמש ענקית, שריפות בתחנות טלגרף והפרעות במדידות גיאומגנטיות, כמו גם זוהר זוהר אפילו באזורים טרופיים.
במחקר משותף שבוצעו על ידי אוניברסיטת הלסינקי, מכון משאבי הטבע פינלנד ואוניברסיטת אולו, זוהה לראשונה בטבעות עצים סימן לעלייה בריכוזי הפחמן הרדיואקטיבי בעקבות סערת קרינגטון. בעבר, עקבות פחמן רדיו זוהו רק מסופות שמש עזות בהרבה.
גילוי באמצעות סמן קוסמי
מפגשים בין עננים ממוגנטים חזקים של חלקיקים טעונים המשתחררים מהשמש, הידועים כשמש פְּלַסמָה זורם, והשדה הגאומגנטי של כדור הארץ מביא לסופות גיאומגנטיות. השדה הגאומגנטי מכוון את חלקיקי סערת השמש לאטמוספירה בעיקר דרך אזורי הקוטב. ההשלכה הבולטת ביותר של התופעה היא זוהר זוהר.
באטמוספירה העליונה, חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה מספיק יכולים, באמצעות תגובות גרעיניות, לייצר גם פחמן רדיו (14C), איזוטופ רדיואקטיבי של פחמן. במהלך חודשים ושנים, פחמן רדיו מגיע לאטמוספירה התחתונה כחלק מפחמן דו חמצני אטמוספרי, ובסופו של דבר בצמחים דרך פוטוסינתזה. תהליך הפוטוסינתזה משמר את המידע הכלול בפחמן דו חמצני בטבעות השנתיות של העצים.
העצים של לפלנד הם ארכיון טבעי ייחודי לחקירת התנהגותה של השמש בעבר. Markku Oinonen קודח דוגמה המכילה מידע מעניין על אירועים במאה ה-19. קרדיט: Joonas Uusitalo
כדי לקבל את המידע המוחזק על ידי פחמן רדיו, דגימות מופקות על ידי גילוף מחומר העץ שגדל במשך שנים בודדות. הדגימות מעובדות לתאית והתאית לפחמן טהור על ידי שריפה והפחתה כימית. חלק הפחמן הרדיואקטיבי בפחמן טהור נמדד באמצעות מאיץ חלקיקים.
"רדיוקרבון הוא כמו סמן קוסמי המתאר תופעות הקשורות לכדור הארץ, למערכת השמש ולחלל החיצון", אומר מרקו אוינונן, מנהל המעבדה לכרונולוגיה של אוניברסיטת הלסינקי, שעמד בראש המחקר.
מיפוי סופות שמש
סופה סולארית המקבילה לאירוע קרינגטון בעת המודרנית תשבש רשתות חשמל וסלולר ותגרום לבעיות גדולות עבור מערכות הלוויין והניווט, מה שיוביל לבעיות, למשל, בתעבורה אווירית. זו הסיבה שידע מדויק על התנהגות סולארית מועיל לחברה.
סופות שמש קטנות ושכיחות יותר מסופות קרינגטון ניתנות לחקר באמצעות מכשירי מדידה ולוויינים בימינו, בעוד שגדולות יותר ניתן לחקור, למשל, על ידי מדידת ריכוז פחמן רדיואקטיבי בטבעות עצים.
עד כה, לא ניתן היה לחקור במיוחד סופות בינוניות כמו אירוע קרינגטון, שלא התרחשו בעת החדשה, באמצעות טכניקות פחמן קונבנציונליות. מחקר אחרון זה פותח דרך חדשה פוטנציאלית לחקור את התדירות של סופות בגודל קרינגטון, שעשויה לעזור להתכונן טוב יותר לאיומים עתידיים.
מידע מדויק יותר ויותר על מחזור הפחמן
התוצאות פורשו באמצעות מודל מספרי של ייצור והובלה של פחמן רדיו שפותח על ידי חוקרים מאוניברסיטת אולו.
"מודל הובלת פחמן אטמוספרי דינמי פותח במיוחד לתיאור הבדלים גיאוגרפיים בהתפלגות של פחמן רדיו באטמוספירה", אומרת חוקרת פוסט-דוקטורט קסניה גולובנקו מאוניברסיטת אולו.
מה שהיה משמעותי במחקר שפורסם לאחרונה היה כיצד שונה תכולת הפחמן הרדיואקטיבי של עצים בלפלנד מזו של עצים בקווי רוחב נמוכים יותר. המדידות הראשונות בוצעו במעבדת האקסלרטור של אוניברסיטת הלסינקי, בעוד שמדידות חוזרות שנערכו בשתי מעבדות אחרות הפחיתו משמעותית את אי הוודאות הקודמות.
התגלית יכולה לעזור להבין טוב יותר את הדינמיקה האטמוספרית ואת מחזור הפחמן מהתקופה שלפני פליטת דלק מאובנים שנוצר על ידי אדם, מה שמאפשר פיתוח של מודלים יותר ויותר מפורטים של מחזור הפחמן.
"ייתכן שהעודף של פחמן רדיו שנגרם על ידי התלקחות השמש הועבר בעיקר לאטמוספירה התחתונה דרך אזורים צפוניים, בניגוד להבנה הכללית של תנועתו", מהרהר חוקר הדוקטורט ג'ונאס אוסיטלו מהמעבדה לכרונולוגיה.
מקורות אחרים של פחמן רדיו
"ייתכן גם שהשינוי המחזורי בייצור פחמן רדיו באטמוספרה העליונה שנגרם על ידי השונות בפעילות השמש גרם להבדלים המקומיים בגובה פני הקרקע שנראים בממצאים שלנו," מוסיף אוסיטלו.
לפי Uusitalo, החלק הדומיננטי של פחמן רדיו מיוצר על ידי קרניים קוסמיות גלקטיות המגיעות מחוץ למערכת השמש, למרות שסופות שמש חזקות במיוחד יוצרות התפרצויות בודדות של האיזוטופ באטמוספירה. קרניים קוסמיות, בתורן, נחלשות על ידי רוח השמש, שטף מתמשך של חלקיקים שמקורו בשמש הנע בין חזק לחלש יותר במחזוריות של 11 שנים.
הנושא דורש מחקר נוסף. רישומים היסטוריים מראים שסערות גיאומגנטיות משמעותיות התרחשו גם בשנים 1730 ו-1770, וזו הסיבה שסביר להניח שהמעקב אחריהם יהיה במוקד הבא.
המחקר שפורסם לאחרונה בוצע כפרויקט שיתופי של המעבדה לכרונולוגיה של אוניברסיטת הלסינקי ושל המחלקה לפיזיקה, ושל המכון למשאבי טבע פינלנד. חוקרים מאוניברסיטת אולו, אוניברסיטת נגויהלמחקר תרמו גם אוניברסיטת Yamagata ו-ETH ציריך. המחקר קיבל מימון ממועצת המחקר של פינלנד, קרן התרבות הפינית וקרן אמיל אלטונן.
