Anéis de árvores narram uma misteriosa tempestade cósmica que ocorre a cada mil anos: ScienceAlert

A história do bombardeio da Terra com radiação cósmica está escrita nas árvores.

Especificamente, quando a radiação atinge a atmosfera da Terra, ela pode alterar quaisquer átomos de nitrogênio que atinge para produzir uma forma de carbono, que por sua vez é absorvida pelas plantas. Conectar picos nesse isótopo de carbono a anéis de crescimento de árvores pode nos dar um registro confiável de tempestades de radiação que remontam a milhares de anos.

Este registro nos mostra que o maior desses eventos, conhecidos como eventos de Miyake (depois de O mundo que os descobriu), ocorrem aproximadamente uma vez a cada mil anos. No entanto, não sabemos o que os causa – e novas pesquisas sugerem que nossa teoria inovadora, que inclui gigantescas erupções solares, pode estar fora de questão.

Sem uma maneira fácil de prever esses eventos potencialmente devastadores, ficamos com um problema sério.

“Precisamos saber mais, porque se uma dessas coisas acontecesse hoje, destruiria a tecnologia, incluindo satélites, cabos de internet, linhas de energia e transformadores de longa distância.” Diz O astrofísico Benjamin Pope, da Universidade de Queensland, na Austrália.

“O impacto na infraestrutura global seria inimaginável.”

A história dos encontros da Terra com tempestades de radiação cósmica está aqui para decifrar se você souber olhar. A principal pista é um isótopo radioativo de carbono chamado carbono-14, muitas vezes referido como radiocarbono. Comparado a outros isótopos de carbono que ocorrem naturalmente na Terra, o carbono radioativo é relativamente raro. Ele é formado apenas na alta atmosfera, quando os raios cósmicos colidem com os átomos de nitrogênio, resultando em uma reação nuclear que produz carbono radioativo.

Como os raios cósmicos estão constantemente colidindo com nossa atmosfera, temos um suprimento constante, mas muito pequeno, de material chovendo na superfície. Alguns são pendurados em anéis de árvores. À medida que as árvores adicionam um novo anel de crescimento a cada ano, a deposição de radiocarbono pode ser rastreada ao longo do tempo, fornecendo um registro de radioatividade ao longo de dezenas de milhares de anos.

Um grande aumento no radiocarbono encontrado em árvores ao redor do mundo significa um ligeiro aumento na radiação cósmica. Existem muitos mecanismos que podem causar isso, e as explosões solares são significativas. Mas existem algumas outras fontes potenciais de tempestades de radiação que não foram conclusivamente descartadas. As explosões solares também não foram definitivamente controladas.

Como a interpretação dos dados dos anéis das árvores envolve uma compreensão abrangente do ciclo global do carbono, uma equipe de pesquisadores liderada pelo matemático Chengyuan Zhang, da Universidade de Queensland, começou a reconstruir o ciclo global do carbono, com base em cada fragmento de dados de radiocarbono dos anéis das árvores. poderia obter. De mãos dadas.

“Quando a radiação atinge a atmosfera, produz carbono-14 radioativo, que filtra o ar, oceanos, plantas e animais, e produz um registro anual de radiação em anéis de árvores”. Chang explica.

“Nós projetamos o ciclo global do carbono para reconstruir o processo ao longo de 10.000 anos, para obter informações sobre a escala e a natureza dos eventos de Miyake”.

Os resultados dessa modelagem deram à equipe uma imagem muito detalhada de vários eventos radiativos – o suficiente para concluir que o tempo e o perfil não correspondem às erupções solares. Mutações no radiocarbono não estão relacionadas à atividade das manchas solares, que está relacionada à atividade das erupções. Algumas das vantagens persistiram ao longo de vários anos.

Houve uma discrepância nos perfis de radiocarbono entre regiões para o mesmo evento. Para um grande evento, registrado em 774 dC, algumas árvores em algumas partes do mundo mostraram aumentos bruscos e repentinos de radiocarbono por um ano, enquanto outras mostraram aumentos mais lentos ao longo de dois a três anos.

“Em vez de uma única explosão ou brilho instantâneo, o que podemos estar vendo é algum tipo de ‘tempestade’ ou explosão astrofísica”. Zhang diz.

Os pesquisadores não sabem, neste momento, o que poderia ter causado essas erupções, mas há vários candidatos. Um desses eventos é uma supernova, cuja radiação pode ser lançada através do espaço. Talvez uma supernova aconteceu ano 774 d.C.Os cientistas estabeleceram ligações entre mutações de radiocarbono e Outros possíveis eventos de supernovamas conhecemos supernovas sem picos de carbono radioativo e picos sem supernovas associadas.

Outras causas possíveis incluem planetas supersolares, mas é improvável que uma explosão forte o suficiente para produzir o pico de radiocarbono de 774 CE do nosso sol. Pode ter havido alguma atividade solar não registrada anteriormente. Mas a verdade é que não existe uma explicação simples que explique com precisão as causas dos eventos de Miyake.

Isso, segundo os pesquisadores, é uma preocupação. O mundo humano tem mudou drasticamente desde 774 dC; Agora, o evento de Miyake pode causar o que os cientistas chamam de ‘apocalipse online’ em que a infraestrutura é danificada, a saúde dos viajantes aéreos e até esgotada ozônio camada.

“Com base nos dados disponíveis, há cerca de 1% de chance de ver outro na próxima década”, O Papa diz.

“Mas não sabemos como prever ou que danos pode causar. Essas possibilidades são muito preocupantes e lançam as bases para mais pesquisas”.

A pesquisa foi publicada em Anais da Royal Society A: Ciências Matemáticas, Físicas e de Engenharia.