W 1859 roku miała miejsce historyczna burza słoneczna – burza, która spowodowała awarie sieci telegraficznych w Europie i Ameryce Północnej, a pośrednio także pożary i chaos. Nie była to jednak najsilniejsza burza słoneczna, z jaką Ziemia miała do czynienia. Ślady rekordowo silnej burzy właśnie odkryto, badając częściowo skamieniałe drzewa. Miała ona miejsce około 14 300 lat temu.
Burza słoneczna, o jakiej nam się nie śniło
Burze słoneczne silniejsze niż ta z 1859 roku okresowo pojawiają się w zapisie kopalnym. Żadna z nich nie była jednak potężniejsza niż burza sprzed 14 tysięcy lat. Ludzkość w zasadzie ma szczęście, że nie zdążyła do tego czasu stworzyć żadnej sieci technologicznej.
Burze słoneczne, zwane też burzami magnetycznymi, pojawiają się na Ziemi często. Mają one miejsce za sprawą rozbłysków i koronalnych wyrzutów masy (CME), których dochodzi na Słońcu. Jeśli słoneczna plazma wyrzucana jest w kierunku Ziemi, z czasem dociera do ziemskiej magnetosfery i wchodzi z nią w interakcję.
Skutki burz magnetycznych są przeważnie dość łagodne. Burze magnetyczne powodują przede wszystkim powstawanie spektakularnych zórz polarnych, przede wszystkim w obszarach biegunowych i podbiegunowych. Mogą też zakłócać komunikację satelitarną i radiową w niektórych pasmach. Podczas szczególnie potężnych (i na szczęście stosunkowo rzadkich) burz słonecznych może też dochodzić do awarii sieci energetycznych.
Dowody ukryte w drzewach
Skąd naukowcy wiedzą, jak potężna była burza słoneczna, która miała miejsce tysiące lat temu? Wynika to z tego, że burze słoneczne mają ciekawy związek z radioaktywnym izotopem węgla – Węglem-14 – stale opadającym na Ziemię. Węgiel-14 powstaje w górnych warstwach atmosfery, gdy kosmiczne cząsteczki oddziałują z cząsteczkami atmosferycznymi.
Węgiel-14 z czasem staje się częścią organizmów żywych takich jak drzewa i zwierzęta. Dlatego i dlatego, że rozkłada się w znanym tempie, naukowcy mogą wykorzystywać go do ustalania, kiedy te organizmy żyły. Dodatkowo tworzy on jednak w słojach drzew historyczny rejestr burz słonecznych.
„Radiowęgiel jest stale wytwarzany w górnych warstwach atmosfery w wyniku łańcucha reakcji inicjowanych przez promienie kosmiczne.”, wyjaśnia geolog Edouard Bard z Collège de France i Europejskiego Centrum Badań i Nauczania w zakresie Nauk o Środowisku (CEREGE). „Niedawno naukowcy odkryli, że ekstremalne zdarzenia słoneczne, w tym rozbłyski słoneczne i koronalne wyrzuty masy, mogą również powodować krótkotrwałe wybuchy cząstek energetycznych, które utrwalają się jako ogromne skoki produkcji radiowęgla występujące w ciągu zaledwie jednego roku.”
Ślady burzy słonecznej, która miała miejsce 14 300 lat temu, odkryto w częściowo skamieniałych (będących w trakcie procesu fosylizacji) drzewach odnalezionych na zerodowanych brzegach rzeki Drouzet w południowych Alpach Francuskich. Dodatkowe dowody na jej siłę wykryto w rdzeniach lodowych wydobytych na Grenlandii. Te zawierały podwyższone stężenie izotopu berylu, występowanie którego również jest powiązane z burzami słonecznymi.
Zdarzenie, które może się powrótrzyć
Stężenie obydwu sygnatur pokazuje, że omawiana burza słoneczna należy do tak zwanych wydarzeń Miyake. Wydarzenia Miyake to niezwykle potężne burze geomagnetyczne – znacznie silniejsze niż ta z 1859 roku. Uwzględniając najnowsze odkrycie, w ciągu ostatnich 15 tysięcy lat miało miejsce co najmniej dziewięć wydarzeń Miyake (tyle zidentyfikowano). Do ostatniego doszło w 774 roku naszej ery.
Na razie nie ma pewności, co powoduje wydarzenia Miyake. Najprawdopodobniej wytwarzają je burze słoneczne, ale istnieje też cień szansy, że ich źródłem bywają pobliskie supernowe. Tak czy inaczej, ich skutki są na Ziemi niszczycielskie.
„Ekstremalne burze słoneczne mogą mieć ogromny wpływ na Ziemię. Taka burza mogłaby trwale uszkodzić transformatory naszych sieci energetycznych, powodując powszechne i długotrwałe przerwy w dostawach prądu, trwające nawet miesiącami.”, powiedział statystyk Tim Heaton z Uniwersytetu w Leeds w Wielkiej Brytanii.
Czy taka burza słoneczna, do jakiej doszło 14 300 lat temu może zdarzyć się ponownie? Niestety dla nas tak, a w tej chwili nie jesteśmy w stanie przewidzieć, kiedy do niej dojdzie. Obecnie istnieje globalny system wczesnego ostrzegania przed rozbłyskami słonecznymi, ale przed samymi następstwami burz słonecznych możemy się chronić w bardzo ograniczony sposób – głównie wyłączeniami.
Źródło: EurekAlert!, fot. tyt. NASA