Группа американских и европейских ученых под руководством Николаса Брема (Nicolas Brehm) из Швейцарской высшей технической школы Цюриха по концентрации изотопа углерода-14 в годовых кольцах деревьев Швейцарии, Германии, Ирландии, России и США сумела выявить две ранее неизвестные супервспышки на Солнце, случившиеся в 7176 и 5259 годах до н. э., присовокупив их к уже известной супервспышке, произошедшей в 775 году н. э. Соответствующая научная статья находится на рассмотрении в Nature Communications, ее препринт доступен на сайте In Review.
Увеличение атмосферного углерода-14 примерно на 2%, зарегистрированное для событий в 7176 и 5259 годах до н. э., превышает все ранее известные пики 14C, но после учета вариаций геомагнитного поля они всё же могут быть сопоставлены с уже обнаруженным ранее мощнейшим событием такого рода, произошедшим в 775 году н. э. Это так называемое событие Мияке, названное по имени японской аспирантки Нагойского университета Фусы Мияке (Fusa Miyake), которая была указана первой в списке авторов статьи в журнале Nature, опубликованной 14 июня 2012 года 1. Добавку в 1,2% 14C, соответствующую 20-кратному росту концентрации радиоуглерода в атмосфере, по мнению ученых, невозможно объяснить появлением сверхновой или другими удаленными событиями. Позже выводы японских ученых подтвердились при изучении европейских древесных колец и ледяных кернов. «Это было действительно поразительно, — говорит Николас Брем. — Мы не думали, что что-то такого масштаба может произойти» 2.
Ледяные керны позволяют проводить похожие, хотя и менее точные измерения концентраций бериллия-10 и хлора-36. Взятые в совокупности, все эти методы могут обеспечить очень точное описание таких доисторических событий. У этих катаклизмов имеются довольно точные временные отметки, позволяющие сопоставить данные по древесным кольцам с ледяными кернами, получив информацию о древних экстремальных солнечных явлениях.
В 2013 году появилась новая статья Мияке с двумя соавторами с сообщением о находке аналогичного, но уже не такого выдающегося скачка концентрации углерода-14 в 994 году. Поиск следов супервспышек в древесных кольцах тогда был продолжен, однако эта работа потребовала довольно больших усилий.
Данные по кольцам деревьев накоплены для большей части голоцена — т. е. нынешней геологической эпохи, которая началась около 12 тыс. лет назад. Однако их просмотр на предмет таких событий, как выбросы углерода-14, занимает много времени. Рассмотрение только одного года обычно требует нескольких недель анализа и взаимного сопоставления нескольких образцов годичных колец. «Впереди изучение 12 тыс. лет голоцена, а мы просмотрели лишь 16% из них, — говорит одна из соавторов статьи Александра Бейлис (Alexandra Bayliss). — Однако завершение проекта — это лишь вопрос времени и денег» 3.
Что касается события 7176 года до н. э., то предварительные доказательства наличия пика бериллия-10 впервые были обнаружены в ледяных кернах. Исследователи сопоставили это с кольцами деревьев и увидели соответствующий пик углерода-14. Событие 5259 года до н. э. было отмечено уже непосредственно в кольцах деревьев той эпохи.
После публикации Мияке и др. в 2012 году были большие споры по поводу того, что могло вызвать эти всплески концентрации углерода-14. Первоначально события на Солнце отметались так же, как и далекие космические события. Однако исследование 2013 года, проведенное Брайаном Томасом (Brian Thomas) из Уошбернского университета (штат Канзас), показало, что самой вероятной причиной события Мияке были всё же солнечные вспышки. Интересно, что событие Кэррингтона 4 даже не обнаруживается в кольцах деревьев и ледяных кернах. Это позволяет предположить, что либо по сравнению с обсуждаемой троицей оно было незначительным, либо геомагнитные бури типа события Кэррингтона вообще не вызывают всплесков концентрации углерода-14, что и объясняет его отсутствие в данных по древесным кольцам. Даже сейчас корреляция между потоками солнечных частиц и интенсивностью сопутствующей геомагнитной бури остается неясной. Однако есть намеки на то, что по крайней мере событие 775 года сопровождалось мощным полярным сиянием, наблюдаемым в Китае, это указывает на сильную геомагнитную бурю с огромным притоком солнечных частиц.
Замечал ли в давние времена вообще кто-то, что происходит нечто неординарное? В 7176 и 5259 годах до н. э. на Земле еще не было даже ранних государств, бродили лишь кочевые племена охотников-собирателей, которые постепенно уступали место первым аграрным поселениям. Отсутствие каких-либо современных технологий позволяло им переносить солнечные вспышки без особых проблем, разве что наблюдая необычные всполохи северных сияний далеко на юге.
Однако человечеству хорошо известно событие Кэррингтона 1859 года, когда даже малоразвитым земным технологиям в век пара и электричества вспышки на Солнце принесли ощутимый ущерб. Эта сверхмощная геомагнитная буря для наших предков запомнилась не только необычными полярными сияниями, но и в электрическими замыканиями, искрениями и даже пожарами на телеграфных линиях.
Ну а в марте 1989 года еще более слабая геомагнитная буря в канадском Квебеке (однако же самая мощная в наш компьютерный век) на 12 часов лишила города электричества, тогда пострадала энергосистема всей провинции. Понятно, что чем дальше, тем чувствительнее становится современная цивилизация к подобным катаклизмам 5.
Рассматриваемая тройка событий заведомо мощнее события Кэррингтона 1859 года — на порядок или на два. Если один из таких катаклизмов случится в наше время, то это может иметь уже самые печальные последствия для спутников на орбите и для наземной инфраструктуры. А то, что за последние 10 тыс. лет нам теперь известны уже сразу три супервспышки (и, вероятно, найдутся еще какие-то), говорит о том, что вероятность подобных событий необходимо подкорректировать — она в разы выше, чем считалось до сих пор, и наше Солнце, оказывается, не такое уж стабильное, раз неоднократно обрушивало на планету сверхмощные потоки заряженных частиц в не столь уж далеком прошлом. И в ближайшем будущем это всё вполне может повториться 6.
Максим Борисов
1 dx.doi.org/10.1038%2Fnature11123
2 scientificamerican.com/article/solar-superflares-rocked-earth-less-than-10-000-years-ago-and-could-strike-again/
3 futura-sciences.com/sciences/actualites/activite-solaire-megatempetes-solaires-ont-frappe-plusieurs-fois-humanite-prochaine-93616/
4 Лазуткин Л. Воздействие магнитных бурь на техносферу и эффект смещения северного магнитного полюса.
5 См. также: Штерн Б. Сильные солнечные и катастрофические звездные вспышки.
6 О возможной периодичности событий на Солнце см. заметку в ТрВ-Наука от одного из авторов обсуждаемой статьи: Усоскин И. Подвластны ли планетам пятна на Солнце?
Заметка понравилась, — роль редких событий в жизни сложных систем — на редкость любопытная тема.
Сейчас самым редким событием нашего Мира астрофизики считают Большой Взрыв – одно событие за 14 миллиардов лет.
Для человека редким событием может быть опасный сердечный приступ длительностью 1 минута – это примерно в 50 миллионов раз меньше продолжительности жизни.
Продолжительность жизни Солнца — срок нахождения на главной последовательности, — примерно 12 миллиардов лет. Исходя из подобия аналогий, можно допустить — продолжительность опасного сердечного приступа Солнца не менее 240 лет, — так что, похоже, события типа Мияке нередкие и для жизни на Земле опасности не представляют.