艺术家描绘的太阳事件改变了近地空间的条件。来源:美国国家航空航天局
科学家们在14300年前发现了放射性碳峰值，这是由已知最大的太阳风暴引起的。今天这样的事件可能会摧毁现代技术并造成数十亿美元的损失。
一个国际科学家小组通过分析在法国阿尔卑斯山发现的古树年轮，发现了14300年前放射性碳水平的巨大峰值。
放射性碳峰值是由一场大规模的太阳风暴引起的，这是迄今为止发现的最大的太阳风暴。
今天类似的太阳风暴对现代科技社会来说将是灾难性的——可能会摧毁电信和卫星系统，造成大规模的电网停电，并造成数十亿美元的损失。
学者们警告说，了解这种风暴对于保护我们未来的全球通信和能源基础设施非常重要。
德鲁泽河中一棵埋藏的亚化石树的年轮。资料来源:canciile Miramont
新研究及启示
这项由一个国际科学家团队进行的合作研究将于今天(10月9日)发表在《皇家学会哲学学报A:数学、物理和工程科学》上，并揭示了对太阳极端行为及其对地球构成的风险的新见解。
来自法兰西学院、cerge、IMBE、艾克斯-马赛大学和利兹大学的一组研究人员测量了保存在法国南部阿尔卑斯山盖普附近德鲁泽河侵蚀河岸上的古树的放射性碳水平。
德鲁泽河中的亚化石树。资料来源:canciile Miramont
树干是亚化石——化石过程尚未完成的遗骸——被切成微小的单个年轮。对这些单个环的分析表明，放射性碳水平在14300年前出现了前所未有的高峰。通过将放射性碳峰值与在格陵兰冰芯中发现的化学元素铍的测量值进行比较，研究小组提出，峰值是由一场大规模的太阳风暴引起的，这场风暴将大量高能粒子喷射到地球大气层中。
专家意见和历史背景
法兰西学院和cerge气候与海洋进化教授爱德华·巴德是这项研究的主要作者，他说:“通过宇宙射线引发的一系列反应，放射性碳不断地在高层大气中产生。”最近，科学家们发现，包括太阳耀斑和日冕物质抛射在内的极端太阳事件也能产生高能粒子的短期爆发，这些高能粒子在短短一年内就会以放射性碳产生的巨大峰值的形式保存下来。”
研究人员说，今天发生?类似的大规模太阳风暴对现代科技社会来说可能是灾难性的，可能会摧毁电信、卫星系统和?电网——?，并使我们损失数十亿英镑。他们警告说，了解这类事件的未来风险是至关重要的，这使我们能够做好准备，为我们的通信和能源系统建立弹性，并保护它们免受潜在的损害。
德鲁泽河岸边的亚化石树。资料来源:canciile Miramont
利兹大学数学学院应用统计学教授蒂姆·希顿说:“极端太阳风暴可能对地球产生巨大影响。这样的超级风暴可能永久性地破坏我们电网中的变压器，导致持续数月的?巨大?大范围停电。它们还可能对我们所有人赖以导航和通信的卫星造成永久性?损害，使它们无法使用。它们还会对宇航员造成?严重的辐射风险。”
历史上的太阳风暴
在过去的15000年里，已经发现了9次这样的极端太阳风暴——被称为“三宅事件”。最近确认的三宅事件发生在公元993年和774年。然而，这个新发现的14300年前的风暴是迄今为止发现的最大的风暴——大约是这两个风暴的两倍。
这些三宅事件的确切性质仍然非常不清楚，因为它们从未被直接观察到。他们强调，关于太阳的行为及其对地球社会构成的危险，我们还有很多需要了解的。我们不知道这种极端太阳风暴发生的原因，它们发生的频率，或者我们是否能以某种方式预测它们。
巴德教授说:“对太阳活动的直接仪器测量直到17世纪才开始计数太阳黑子。如今，我们还利用地面观测站、太空探测器和卫星获得详细的记录。然而，所有这些短期的仪器记录都不足以全面了解太阳。在树木年轮中测量的放射性碳，与极地冰芯中的铍一起使用，为了解太阳过去的行为提供了最好的方法。”
放射性碳和历史重建
直接观测到的最大太阳风暴发生在1859年，被称为卡灵顿事件。它对地球造成了巨大的破坏——摧毁了电报机，并在夜间产生了如此明亮的极光，以至于鸟类开始歌唱，以为太阳已经开始升起了。然而，三宅事件(包括新发现的14300年前的风暴)的规模将是惊人的整整一个数量级。
希顿教授说:“放射性碳为研究地球历史和重建地球所经历的关键事件提供了一种非凡的方式。如果我们想要准确地预测未来并减轻潜在的风险，对过去的精确理解是必不可少的。我们还有很多东西要学。每一项新发现不仅有助于回答现有的关键问题，而且还能产生新的问题。”
艾克斯普罗旺斯大学IMBE古环境和古气候副教授cameciile Miramont说:“发现这样一批保存完好的树木确实是非同寻常的。通过比较多个树干中单个树木年轮的宽度，然后我们仔细地将单独的树木拼凑在一起，使用一种称为树木年代学的方法来创建一个更长的时间线。这使我们能够发现关于过去环境变化的宝贵信息，并在未知的太阳活动时期测量放射性碳。”
参考文献:“14300 calyr BP的亚化石树放射性碳峰值提供了晚冰期全球碳循环的脉冲响应函数”，Bard E, Miramont C, Capano M, Guibal F, Marschal C, Rostek F, Tuna T, Fagault Y和Heaton TJ, 2023年10月9日，皇家学会哲学学报A. DOI: 10.1098/rsta.2022.0206
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