研究人员在14300年的古老年轮中发现了有史以来最大的太阳风暴

魏洋1

艺术家插图的事件对太阳改变了近地空间的条件。鸣谢:美国宇航局

（）据利兹大学：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老树木年轮，发现了14300年前放射性碳水平的一个巨大峰值。

放射性碳峰值是由一次大规模太阳风暴引起的，这是有史以来最大的一次。

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，导致大规模电网停电，并给我们造成数十亿英镑的损失。

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。

这项由国际科学家团队开展的合作研究发表在《皇家学会哲学汇刊A:数学物理和工程科学》上，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、IMBE ce rege、艾克斯-马赛大学和利兹大学的研究小组测量了保存在法国南部阿尔卑斯山Gap附近Drouzet河侵蚀河岸的古树的放射性碳水平。



德鲁泽特河的亚化石树。贷方:塞西尔·米拉蒙特

树干是亚化石，是石化过程尚未完成的遗骸，被切成微小的单个年轮。对这些单个年轮的分析发现，放射性碳水平出现了前所未有的峰值，正好发生在14300年前。通过将这个放射性碳峰值与铍(一种在格陵兰冰芯中发现的化学元素)的测量值进行比较，研究小组提出，峰值是由大规模太阳风暴引起的，该风暴将大量高能粒子喷射到地球大气层中。

这项研究的第一作者、法兰西学院(Collège de France and CEREGE)气候和海洋演化教授爱德华·巴德(Edouard Bard)说，“通过宇宙射线引发的一系列反应，放射性碳在高层大气中不断产生。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可以产生短期的高能粒子爆发，这些高能粒子被保存为仅在一年内发生的放射性碳生产的巨大峰值。”

研究人员表示，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，并给我们带来数十亿英镑的损失。他们警告说，了解此类事件的未来风险至关重要，这有助于我们做好准备，在我们的通信和能源系统中建立弹性，并保护它们免受潜在损害。

利兹大学数学学院应用统计学教授蒂姆·希顿说:“极端太阳风暴可能会对地球产生巨大影响。这种超级风暴可能会永久损坏我们电网中的变压器，导致持续数月的大范围停电。它们还可能对我们所有人都依赖的导航和电信卫星造成永久性损害，使它们无法使用。他们还会给宇航员带来严重的辐射风险。”

九次这样的极端太阳风暴——被称为三宅事件——现已被确认发生在过去的15000年里。最近确认的三宅事件发生在公元993年和公元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。



德鲁泽特河中一棵埋藏的亚化石树的年轮。贷方:塞西尔·米拉蒙特

这些三宅事件的确切性质仍然知之甚少，因为它们从未被仪器直接观测到。他们强调，关于太阳的行为以及它给地球社会带来的危险，我们还有很多要了解。我们不知道是什么导致了如此极端的太阳风暴的发生，它们发生的频率有多高，或者我们是否能够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始于17世纪对太阳黑子的计数。如今，我们也通过地面观测站、太空探测器和卫星获得了详细的记录。然而，所有这些短期的仪器记录不足以完全了解太阳。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，提供了了解太阳更早以前行为的最佳方式

最大的直接观测到的太阳风暴发生在1859年，被称为卡林顿事件。它造成了地球上的大规模混乱——摧毁了电报机器，并创造了如此明亮的夜间极光，以至于鸟儿开始歌唱，认为太阳已经开始升起。然而，三宅事件(包括新发现的14300年前的风暴)在规模上会大得惊人。



德鲁泽特河两岸的亚针叶树。贷方:塞西尔·米拉蒙特

希顿教授说:“放射性碳提供了一种研究地球历史和重建它所经历的重大事件的非凡方法。如果我们想要准确预测我们的未来并减轻潜在的风险，对我们的过去的准确理解是至关重要的。我们还有很多要学的。每一项新发现不仅有助于回答现有的关键问题，还能产生新的问题。”

艾克斯普罗旺斯大学IMBE分校的古环境和古气候副教授塞西尔米拉蒙特说:“找到这样一批保存完好的树木真是非同寻常。通过比较多个树干中各个树木年轮的宽度，我们然后使用一种叫做树木年表的方法仔细地将各个树木拼凑在一起，以创建一个更长的时间线。这让我们发现了过去环境变化的宝贵信息，并在一个未知的太阳活动时期测量了放射性碳。”