V posledních letech je právě Carringtonova událost, která již naši planetu zřejmě postihla mnohokrát, často zmiňována jako jedna z největších reálných hrozeb.
Carringtonova událost má schopnost vyřadit veškeré elektronické přístroje, včetně energetické sítě, internetu, dopravy apod. Zatímco v minulých staletích si této události sotva povšimli, v přetechnizované době by způsobila nezměrné problémy.
Více jste si o Carringtonově události mohli přečíst zde nebo zde.
V roce 1859, kdy naši planetu tato událost postihla ve větší míře naposledy, byly postiženy pouze telegrafní sítě. Žádný jiný zásadní dopad tehdejší událost neměla. Důkazy o ní však i přesto dodnes nacházíme v letorostech stromů.
Výzkumná skupina koordinovaná Helsinskou univerzitou dokázala změřit nárůst koncentrace radiouhlíku v Laponsku, který nastal po Carringtonově erupci. Tento objev pomáhá připravit se na nebezpečné sluneční bouře.
Carringtonova událost z roku 1859 je jednou z největších zaznamenaných slunečních bouří za poslední dvě století. Byla pozorována jako bílé světelné erupce na obří skupině slunečních skvrn, požáry na telegrafních stanicích a narušení geomagnetických měření, stejně jako polární záře i v tropických oblastech.
Ve společné studii provedené Helsinskou univerzitou, Institutem přírodních zdrojů Finska a Univerzitou v Oulu byl poprvé v letorostech stromů zaznamenán nárůst koncentrací radiouhlíku po Carringtonově bouři.
Dříve byly radiouhlíkové stopy detekovány pouze u mnohem intenzivnějších slunečních bouří.
Objevení pomocí kosmického markeru
Setkání mezi silnými magnetizovanými oblaky nabitých částic uvolněných ze Slunce, známými jako sluneční plazmové toky, a geomagnetickým polem Země, vedou ke vzniku geomagnetických bouří.
Geomagnetické pole směruje částice sluneční bouře do atmosféry především přes polární oblasti. Nejviditelnějším důsledkem tohoto jevu jsou polární záře.
Ve vyšších vrstvách atmosféry mohou dostatečně vysokoenergetické částice prostřednictvím jaderných reakcí také produkovat radiouhlík (14C), radioaktivní izotop uhlíku.
Během měsíců a let se radiouhlík dostane do dolní atmosféry jako součást atmosférického oxidu uhličitého a nakonec i do rostlin prostřednictvím fotosyntézy. Proces fotosyntézy uchovává informace obsažené v oxidu uhličitém v letokruzích stromů.
Pro získání informací obsažených radiokarbonem se vzorky extrahují vyřezáváním dřevěného materiálu. Vzorky jsou zpracovávány na celulózu a celulóza na čistý uhlík spalováním a chemickou redukcí.
Podíl radiouhlíku v čistém uhlíku se měří pomocí urychlovače částic.
„Radiouhlík je jako kosmický marker popisující jevy spojené se Zemí, sluneční soustavou a vesmírem,“ říká Markku Oinonen, ředitel Laboratoře chronologie Helsinské univerzity, který vedl studii.
Mapování slunečních bouří
Sluneční bouře odpovídající Carringtonově události v moderní době by narušily elektrické a mobilní sítě a způsobily vážné problémy pro satelitní a navigační systémy, což by vedlo například k problémům v leteckém provozu.
Proto přesné znalosti chování slunce prospívají společnosti.
Sluneční bouře, menší a častější než Carringtonovy bouře, lze dnes studovat pomocí měřicích zařízení a satelitů, zatímco větší lze zkoumat například měřením koncentrace radiouhlíku v letorostech stromů.
Dosud nebylo možné studovat konkrétně středně velké bouře, jako je Carringtonova událost, které se v moderní době nestaly, pomocí konvenčních radiokarbonových technik. Tato nedávná studie otevírá potenciální nový způsob zkoumání četnosti bouří velikosti Carrington, což může pomoci lépe se připravit na budoucí hrozby.
Stále přesnější informace o uhlíkovém cyklu
Výsledky byly interpretovány pomocí numerického modelu produkce a transportu radiouhlíku vyvinutého výzkumníky z univerzity v Oulu.
„Model dynamického transportu uhlíku v atmosféře byl speciálně vyvinut pro popis geografických rozdílů v rozložení radiouhlíku v atmosféře,“ říká postdoktorandka Kseniia Golubenko z univerzity v Oulu.
Významné v nedávno publikované studii bylo, jak se radiouhlíkový obsah stromů v Laponsku lišil od obsahu stromů v nižších zeměpisných šířkách.
První měření byla provedena v Akcelerátorové laboratoři Helsinské univerzity, zatímco opakovaná měření provedená ve dvou dalších laboratořích výrazně snížila předchozí nejistoty.
Tento objev může pomoci lépe porozumět atmosférické dynamice a uhlíkovému cyklu, což umožní vývoj stále podrobnějších modelů uhlíkového cyklu.
„Je možné, že přebytek radiouhlíku způsobený sluneční erupcí byl primárně transportován do dolní atmosféry přes severní oblasti, což je v rozporu s obecným chápáním jeho pohybu,“ přemítá doktorand Joonas Uusitalo z Laboratoře chronologie.
Další zdroje radiokarbonu
„Je také možné, že cyklická změna produkce radiouhlíku ve vyšších vrstvách atmosféry způsobená změnou sluneční aktivity vedla k místním rozdílům na úrovni terénu, jak jsou vidět v našich zjištěních,“ dodává Uusitalo.
Podle Uusitala je dominantní podíl radiouhlíku produkován galaktickým kosmickým paprskem přicházejícím zvenčí sluneční soustavy, i když mimořádně silné sluneční bouře vytvářejí jednotlivé výbuchy izotopu v atmosféře.
Kosmické záření je naopak oslabováno slunečním větrem, což je nepřetržitý tok částic pocházejících ze Slunce, který kolísá mezi silnějšími a slabšími v 11letých cyklech.
Téma vyžaduje další výzkum. Historické záznamy ukazují, že významné geomagnetické bouře se odehrály také v letech 1730 a 1770, což je důvod, proč bude jejich sledování pravděpodobně příště v centru pozornosti.
Nedávno publikovaná studie byla realizována jako společný projekt Laboratoře chronologie Helsinské univerzity a Katedry fyziky a Institutu přírodních zdrojů Finska.
Na studii se podíleli také výzkumníci z University of Oulu, Nagoya University, Yamagata University a ETH Curych.
Studie získala financování od Výzkumné rady Finska, Finské kulturní nadace a Nadace Emila Aaltonena.
