Fosilizirana drevesa razkrivajo izbruh na Soncu izpred 14.300 let

Nazaj

  • Znanstveniki so našli dokaze za neverjetno močno geomagnetno nevihto, ki se je zgodila pred 14.300 leti.
  • Gre za dogodek, ki je bil deset krat močnejši od ravzpitega Carringtonovega dogodka.
  • Danes bi taka nevihta povzročila katastrofo nepredstavljivih razsežnosti.

Majhna alpska reka Drouzet v južni Franciji je raj za klimatologe, ki se ukvarjajo s proučevanjem preteklega podnebja. Vsako leto, še posebej pozimi, reka vedno globlje zareže v lastno strugo in razkrije nova na pol fosilizirana drevesa. Trenutno so znanstveniki našteli že 172 teh, ki še danes stojijo natanko tam, kjer so rasla pred 14.300 leti. Drevesni obroči oziroma branike v njihovih deblih pričajo o tem, kakšno podnebje je vladalo v tem delu sveta konec Pleistocena.

Slika: Na pol fosilizirana drevesa v strugi reke Drouzet. Vir: Bard et al., 2023.

Pred kratkim so nam taiste branike razkrile še eno, doslej neznano zgodbo in sicer o ekstremni geomagnetni nevihti, ki je v njih pustila trajen pečat. Če bi se zgodila danes, bi ta manifestacija vesoljskega vremena povzročila katastrofo nepredstavljivih razsežnosti. Več mesecev trajajoči električni mrki bi zajeli celotne države, umetni sateliti bi utrpeli trajne in verjetno usodne poškodbe, onemogočen pa bi bil tudi sistem GPS, kar bi povzročilo popolno razdejanje v letalskem in pomorskem prometu. Geomagnetna nevihta izpred 14.300 let spada med tako imenovane Miyakejine dogodke, ki so jih v zadnjih dvanajstih letih znanstveniki odkrili s pomočjo različnih radioaktiovnih izotopov.

Kozmični delci in ogljik-14

Za omenjeno odkritje so odgovorni kozmični delci visokih energij, ki prihajajo bodisi iz oddaljenih kotičkov vesolja bodisi s Sonca. Približno 100.000 teh delcev, večinoma protonov in elektronov, vsako sekundo doseže vsak kvadratni meter naše atmosfere. Nekaj jih že v stratosferi trči z tamkajšnjimi atomi, kar povzroči nastanek sekundarnih kozmičnih delcev, med katerimi močno prevladujejo nevtroni. Ko slednji nekoliko nižje v atmosferi trčijo z dušikovimi atomi, nastanejo atomi ogljika-14. Gre za relativno redek ter radioaktiven izotop, saj v povprečju najdemo en atom ogljika-14 na vsakih biljon atomov ogljika-12.

Ogljik-14 sčasoma zaide v nižje plasti atmosfere ter v tkiva živih organizmov. Od trenutka, ko organizem umre, se njegova koncentracija glede na ogljik-12 začne zmanjševati. Z meritvami te koncentracije lahko določimo koliko časa je minilo od smrti organizma. Tej metodi določanja starosti tkiv umrlih organizmov rečemo metoda C-14.

Zgodba se v resnici nekoliko zaplete, saj se relativna koncentracija ogljika-14 v naravi spreminja. Manj pomebna so nihanja med enajstletnim ciklom Sončeve aktivnosti, ko se koncentracija tega izotopa spreminja za 0,2 %. Pomebnejše so variacije skozi daljša obdobja, čemur botrujejo spremembe Sončeve aktivnosti, jakosti Zemljinega magnetnega polja in procesa kroženje ogljika, torej izmenjava tega elementa med zemeljsko skorjo, organizmi, hidrosfero in atmosfero.

Slika: Videz Sonca v rentgenskih žarkih med dvema cikloma Sončeve aktivnosti. Slike je posnel satelit SOHO. Vir: NASA.

Če želimo starost tkiv nekega organizma določiti zelo natančno, je treba poznati koncentracijo ogljika-14 napram ogljiku-12 v naravi za obdobje, ko je organizem še živel. Prvotna ocena starosti tkiv narejena z metodo C-14 mora biti dodatno kalibrirana, pri čemer se vsebnost ogljika-14 v tkivih organizmov neznane starosti primerja z vsebnostjo v taistega elementa v tkivih katerih starost je bila izmerjena še z drugimi, neodvisnimi metodami. Ena izmed najbolj uporabljanih metod je preštevanje branik oziroma drevesnih obročev in primerjava lastnosti vzorcev, ki jih oblikujejo branike, v fosilih dreves, katerih življenjska obdobja časovno deloma svopadajo. Znanstveniki so danes s pomočjo branik izdelali kalibracijske krivulje vsebnosti ogljika-14 za do približno 13.900 kalibracijskih let pred »sedanjostjo«, pri čemer je »sedanjost« v znanstveni literaturi definirana kot leto 1950.

Ta čas sovpada s koncem Pleistocena, obdobja, ko se je podnebje pričelo ponovno ogrevati, posledično pa so gozdovi zopet prekrili evropsko celino. Fosilov dreves iz takratnega obdobja je ogromno. V Evropi jih med drugim nadjemo zakopane v poplavnih ravnicah rek. Razlog za njihov obstoj je v tem, da je podnebna otoplitev privedla do povečanja količine padavin, kar je povzročilo intenzivnejšo erozijo pobočij hribov in hitrejše nalaganje usedlin. Te so pod sabo pokopale drevesa, zaradi česar se je lahko začel proces prepojitve: majhne praznine v lesu pokopanih drevesje je zapolnila voda ter v njih počasi odlagala minerale.

Fosilizacija je bila v primeru reke Drouzet predčasno ustavljena, zato omenjenim ostankom dreves rečemo subfosili. Do tega je prišlo ker je reka sčasoma globoko zarezala v lastno strugo ter pri tem odkopala omenjena drevesa. Trenutno so na 500 metrov dolgem in 30 metrov širokem območju okoli struge reke Drouzet odkrili kar 172 subfosiliziranih dreves vrste Rdečega bora, pri čemer so v nekaterih primerih odkrite celo korenine, v drugih pa le zgornji deli debel.

Miyakejini dogodki

V letih 2012 in 2013 je skupina japonskih znanstvenikov odkrila nenadni močni povišanji koncentracije ogljika-14 za 1.5 % ter 1.8 % v branikah dreves iz let 774 n. št. in 993 n. št. Pozneje sta bila odkrita še dva taka dogodka, drugi štirje pa čakajo na potrditev z neodvisnimi metodami. Nenadna povišanja koncentracije ogljika-14 v posameznih drevesnih branikah so postala znana kot Miyakejini dogodki, po vodilni znanstvenici japonske raziskovalne skupine. Do pred kratkim največje povišanje koncentracije ogljika-14 se je zgodilo leta 5259 pr. n. št. in sicer za 1.91 %.

Dokaze za posamezne Miyakejine dogodke najdenemo po vsem svetu, kar pomeni, da je šlo za globalen pojav, in da se njihovi vzroki nahajajo izven našega planeta. V preteklosti se je kot kandidate omenjalo eksplozije supernov, izbruhe žarkov gama ter visokoenergijske delce s Sonca. Najnovejši dokazi kažejo, da jih je povzročila naša zvezda.

Slika: Kraji, kjer so bili najdeni dokazi o Miyakejinih dogodkih iz let 774 in 993 n. št.

Sončevi kozmični delci nastanejo med Sončevimi blišči. Gre za ogromne eksplozije, zaradi katerih del Sončevega površja v medplanetarni prostor izseva ogromno energije v obliki vidne in ultraviolični svetlobe ter rentgenskih žarkov. Poleg svetlobe Sonce izstreli tudi hitre delce, večinoma protone in elektrone. Blišče pogosto spremljajo koronalni izbruhi snovi, ki na Zemlji povzročajo geomagnetne nevihte. Najintenzivnejša geomagnetna nevihta moderne dobe se je zgodila leta 1859. Takrat je angleški astronom Richard Carrington najprej opazil močan blišč na Soncu, le 18 ur pozneje pa so se na Zemlji dogajale nenavadne stvari. Polarni siji, ki so bili vidni vse do ekvatorja, so na severni polobli tako močno razsvetljevali nočno nebo, da se je dalo brati knjige brez uporabe umetne svetlobe. Edina tehnologija, ki jo je takrat prizadela ta nevihta je bil telegraf, ki je povezoval obe obali ZDA.

V 20. stoletju se je zgodilo še več močnejših geomagnetnih neviht, ki so med drugim povzročile požare v telefonskih centralah, sprožile morske mine, več ur pogreznile v elektični mrk celotno kanadsko provinco Quebec ter trajno onesposobile telekomunikacijske satelite. Pri tem je treba omeniti, da trenutno še ni poročil, da bi katera od njih povzročila povečanje koncentracije ogljika-14.

Nenavadna povečanja koncentracije ogljika-14 v branikah fosiliziranih dreves kažejo na to, da so Miyakejine dogodke spremljale izredno intenzivne geomagnetne nevihte. Skupina francoskih znanstvenikov je sedaj odkrila dokaze za dogodek, ki je močno presegal vse ostale in ki se je zgodil pred 14.300 leti. Porast koncentracije ogljika-14 v branikah subfosilov reke Drouzet znaša neverjetne 3 %, torej več kot 50 % več od prejšnjega rekorderja. Tak dogodek bi danes povzročil nepredstavljive posledice, saj bi onemogočil naše telekomunacije, trajno onesposobil satelite, uničil bi praktično vse transformatorje na svetu ter ogrozil življenja astronavtov v vesolju. Prizanešeno ne bi bilo nobeni sodobni tehnologiji in prekinjeno bi bilo delovanje praktično vsakega segmenta sodobne družbe.

Slika: Izbruh koronalne snovi, kot ga je videl SOHO 14. oktobra 2014. Vir: NASA.

Najnovejše odkritje francoskih znanstvenikov pripoveduje zgodbo o ekstremnem in na srečo izjemno redkem pojavu, ki se je zgodil v že davno pozabljeni preteklosti. Gre za nekakšno svarilo, da sodobna družba še daleč ni izkusila vse moči, ki jo Sonce premore. Podobno močna geomagnetna nevihta se bo nekoč zagotovo ponovila. Ker bo do tega prišlo brez vnaprejšnjega opozorila, se kot tehnološka družba, ki se čedalje bolj seli v vesolje, nanjo moramo pripraviti že danes.

Nadaljna čtiva za najbolj radovedne

Blog at WordPress.com.

Navzgor ↑