Οι υπερκαταιγίδες από το διάστημα που θα μπορούσαν να βάλουν τέλος στη σύγχρονη ζωή
NasaΟ Ήλιος διανύει μια περίοδο υψηλής δραστηριότητας, αλλά δεν είναι τίποτα σε σύγκριση με ένα τεράστιο ηλιακό γεγονός που χτύπησε τον πλανήτη μας πριν από 14.000 χρόνια. Αν συνέβαινε κάτι σήμερα, η επίδραση στη Γη θα μπορούσε να είναι καταστροφική.
Τα γηραιότερα δέντρα στη Γη χρονολογούνται πριν από 5.000 χρόνια , ζώντας μέσα από κάθε είδους γεγονότα. Έχουν αντέξει την άνοδο και την πτώση της Ρωμαϊκής Αυτοκρατορίας, τη γέννηση του Χριστιανισμού, την ευρωπαϊκή ανακάλυψη της Αμερικής και την πρώτη προσγείωση στη Σελήνη. Τα δέντρα μπορούν ακόμη και να απολιθωθούν στο έδαφος υπόγεια, δίνοντάς μας μια σύνδεση με τα τελευταία 30.000 χρόνια.
Με την πρώτη ματιά, αυτά τα μακρόβια δείγματα μπορεί να φαίνονται απλώς στατικοί παρατηρητές, αλλά δεν είναι έτσι. Κάνουν κάτι εξαιρετικό καθώς μεγαλώνουν – καταγράφουν τη δραστηριότητα του Ήλιου μας.
Καθώς τα δέντρα φωτοσυνθέτουν όλο το χρόνο, αλλάζουν χρώμα ανάλογα με την εποχή, φαίνονται πιο ανοιχτόχρωμα την άνοιξη και πιο σκούρα το φθινόπωρο. Το αποτέλεσμα είναι ένα ρεκόρ από έτος σε έτος που περιέχεται στους «δαχτυλιδιούς» ανάπτυξης του δέντρου. «Αυτό μας δίνει αυτό το πραγματικά πολύτιμο αρχείο με χρονοκάψουλες», λέει η Charlotte Pearson, δενδροχρονολόγος –κάποιος που μελετά δακτυλίους δέντρων– στο Εργαστήριο Έρευνας Δακτυλίων Δέντρων στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα των ΗΠΑ.
Για το μεγαλύτερο μέρος του 20ου αιώνα, οι δενδροχρονολόγοι έχουν χρησιμοποιήσει σε μεγάλο βαθμό δακτυλίους δέντρων για να διερευνήσουν την αλλαγή σε μεγάλα κομμάτια της ιστορίας - μια δεκαετία ή περισσότερο. Ωστόσο, σε ορισμένες χρονικές στιγμές, η αλλαγή που τεκμηριώνουν ήταν πιο ξαφνική και καταιγιστική. Αυτό για το οποίο βρίσκουν στοιχεία είναι τεράστια ηλιακά συμβάντα που αποκαλύπτουν ανησυχητικές γνώσεις για το ταραγμένο πρόσφατο παρελθόν του άστρου στο κέντρο του Ηλιακού μας Συστήματος.
«Κανείς δεν περίμενε να εμφανιστεί ένα σύντομο γεγονός», λέει ο Edouard Bard, κλιματολόγος στο College de France στο Παρίσι. Αλλά το 2012 ένας τότε διδάκτορας που ονομαζόταν Fusa Miyake, τώρα φυσικός των κοσμικών ακτίνων στο Πανεπιστήμιο Nagoya στην Ιαπωνία, έκανε μια εκπληκτική ανακάλυψη. Μελετώντας ιαπωνικούς κέδρους, ανακάλυψε μια τεράστια ακίδα σε έναν τύπο άνθρακα γνωστό ως άνθρακα-14 σε ένα μόνο έτος πριν από σχεδόν 800 χρόνια, το 774 Κ.Χ. «Ήμουν τόσο ενθουσιασμένος», λέει ο Miyake.
Αφού αμφέβαλλαν για τα δεδομένα στην αρχή, η Miyake και οι συνεργάτες της κατέληξαν σύντομα σε ένα ανησυχητικό συμπέρασμα. Η ακίδα στον άνθρακα-14 πρέπει να προήλθε από κάτι που εγχέει τεράστιους αριθμούς σωματιδίων στην ατμόσφαιρά μας, καθώς αυτό το ραδιενεργό ισότοπο άνθρακα παράγεται όταν σωματίδια υψηλής ενέργειας προσπίπτουν άζωτο στην ατμόσφαιρα. Μόλις συνδέθηκε ίσως με κοσμικά γεγονότα όπως οι σουπερνόβα , οι μελέτες έχουν προτείνει από τότε μια άλλη πιθανή αιτία: μια έκρηξη τέρατος σωματιδίων που εκτοξεύεται από τον Ήλιο . Αυτά θα δημιουργήθηκαν από υπερεκλάμψεις, πολύ μεγαλύτερες από οτιδήποτε έχει δει στη σύγχρονη εποχή.
«Απαιτούν ένα γεγονός που είναι τουλάχιστον δέκα φορές μεγαλύτερο από οτιδήποτε έχουμε παρατηρήσει», λέει ο Μάθιου Όουενς, διαστημικός φυσικός στο Πανεπιστήμιο του Ρέντινγκ στο Ηνωμένο Βασίλειο. Η πρώτη καταγεγραμμένη παρατήρηση ηλιακής έκλαμψης χρονολογείται από τα μέσα του 19ου αιώνα και σχετίζεται με τη μεγάλη γεωμαγνητική καταιγίδα του 1859, η οποία έγινε γνωστή ως Γεγονός Κάρινγκτον , μετά από έναν από τους αστρονόμους που την παρατήρησαν, τον Ρίτσαρντ Κάρινγκτον .
Getty ImagesΗ ανακάλυψη του Miyake επιβεβαιώθηκε από άλλες μελέτες δακτυλίων δέντρων και ανάλυση αρχαίων πάγων σε πυρήνες που συλλέχθηκαν από μέρη όπως η Ανταρκτική και η Γροιλανδία. Το τελευταίο περιείχε συσχετισμένες υπογραφές βηρυλίου-10 και χλωρίου-36, τα οποία παράγονται σε παρόμοια ατμοσφαιρική διαδικασία με τον άνθρακα-14. Από τότε, περισσότερα γεγονότα Miyake , όπως αυτές οι μαζικές εκρήξεις κοσμικής ακτινοβολίας και σωματιδίων είναι τώρα γνωστές, έχουν αποκαλυφθεί. Συνολικά, επτά καλά μελετημένα γεγονότα είναι γνωστό ότι έχουν συμβεί τα τελευταία 15.000 χρόνια , ενώ υπάρχουν αρκετές άλλες αιχμές στον άνθρακα-14 που δεν έχουν ακόμη επιβεβαιωθεί ως γεγονότα Miyake.
Η πιο πρόσφατη συνέβη λίγο περισσότερο από 1.000 χρόνια πριν το 993 Κ.Χ. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι αυτά τα γεγονότα συμβαίνουν σπάνια – αλλά σε κάπως τακτικά διαστήματα, ίσως κάθε 400 έως 2.400 χρόνια .
Το πιο ισχυρό γνωστό γεγονός Miyake ανακαλύφθηκε μόλις το 2023 όταν ο Bard και οι συνάδελφοί του ανακοίνωσαν την ανακάλυψη μιας ακίδας άνθρακα-14 σε απολιθωμένα πεύκα στη Νότια Γαλλία που χρονολογούνται 14.300 χρόνια πριν . Η ακίδα που είδαν ήταν δύο φορές πιο ισχυρή από οποιαδήποτε εκδήλωση Miyake που είδαμε πριν, υποδηλώνοντας ότι αυτά τα ήδη ύποπτα γεγονότα τέρατος θα μπορούσαν να είναι ακόμη μεγαλύτερα από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως.
Τι προκαλεί το Βόρειο Σέλας;
Τα Aurorae προκαλούνται όταν φορτισμένα σωματίδια από τον Ήλιο διοχετεύονται από το μαγνητικό πεδίο της Γης στους πόλους. Εδώ, συγκρούονται με αέρια στην ατμόσφαιρά μας, παράγοντας διαφορετικά χρώματα καθώς λαμβάνουν χώρα οι συγκρούσεις. Όσο πιο ισχυρό είναι το ηλιακό συμβάν, τόσο μεγαλύτερο μπορεί να είναι το σέλας. Το μαγνητικό πεδίο της Γης μπορεί επίσης να επηρεαστεί από την αυξημένη ηλιακή δραστηριότητα, προκαλώντας μια γεωμαγνητική καταιγίδα.
Η ομάδα πίσω από την ανακάλυψη αυτής της υπερθύελλας από το διάστημα είχε σαρώσει τις νότιες γαλλικές Άλπεις για απολιθωμένα δέντρα και βρήκε μερικά που είχαν εκτεθεί από ποτάμια. Χρησιμοποιώντας ένα αλυσοπρίονο, συνέλεξαν δείγματα και τα εξέτασαν ξανά σε ένα εργαστήριο, ανακαλύπτοντας στοιχεία για μια τεράστια ακίδα άνθρακα-14. «Ονειρευόμασταν να βρούμε μια νέα εκδήλωση Miyake και ήμασταν πολύ, πολύ χαρούμενοι που το βρήκαμε», λέει η Cécile Miramont, δενδροχρονολόγος στο Πανεπιστήμιο Aix-Marseille στη Γαλλία και συν-συγγραφέας της μελέτης.
Βαθύς αντίκτυπος
Ωστόσο, εάν ένα τέτοιο γεγονός συνέβαινε ξανά σήμερα, οι επιπτώσεις θα ήταν άνευ προηγουμένου. «Οι άνθρωποι που έζησαν χιλιάδες χρόνια πριν θα είχαν πιθανώς δει το σέλας, θα είχαν δει φώτα στον ουρανό», λέει ο Pearson. "Μπορεί να είχαν θαυμάσει γι' αυτό. Αλλά πέρα από αυτό, αυτό δεν θα τους είχε επηρεάσει καθόλου. Είμαστε η πρώτη κοινωνία στη Γη που μπορεί να γίνει μάρτυρας ενός από αυτά τα γεγονότα που θα ήταν έντονα ευάλωτα και θα επηρεαζόταν μαζικά από αυτό."
Ο Ήλιος μας σήμερα περνά από περιόδους μέγιστης και ελάχιστης δραστηριότητας σε έναν κύκλο 11 ετών , κατά τον οποίο μπορεί να πυροδοτήσει τεράστιες εκλάμψεις πλάσματος που ονομάζονται εκτοξεύσεις μάζας στεμμάτων (CMEs) και τεράστιες εκρήξεις ακτινοβολίας, που ονομάζονται ηλιακές εκλάμψεις. Εάν ο Ήλιος περιστρέφει ένα CME προς την κατεύθυνση της Γης, μπορεί να προκαλέσει γεωμαγνητικές καταιγίδες καθώς φορτισμένα σωματίδια ρέουν στην ατμόσφαιρά μας, απελευθερώνοντας σέλας, γνωστό ως βόρειο και νότιο φως . Τον Μάιο του 2024, με τον Ήλιο μας να κατευθύνεται προς το τρέχον ηλιακό του μέγιστο, η ισχυρότερη γεωμαγνητική καταιγίδα σε δύο δεκαετίες παρήγαγε σέλας ορατή μέχρι το Λονδίνο στο Ηνωμένο Βασίλειο και κοντά στο Σαν Φρανσίσκο της Καλιφόρνια . ( Διαβάστε περισσότερα για την επίδραση που έχουν οι ηλιακές καταιγίδες καθώς ξεχύνονται σε όλο το ηλιακό σύστημα .)
Αυτές οι καταιγίδες μπορούν να προκαλέσουν χάος στη Γη. Οι γεωμαγνητικές καταιγίδες μπορούν να διογκώσουν την ατμόσφαιρά μας, αυξάνοντας την ατμοσφαιρική αντίσταση στους δορυφόρους (το τηλεσκόπιο Hubble έπεσε κατά 40-80 μέτρα (141-262 πόδια) την ημέρα κατά τη διάρκεια των γεωμαγνητικών καταιγίδων τον Μάιο του 2024, για παράδειγμα). Μπορούν επίσης να κάνουν τον όλεθρο με τα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας, υπερνικώντας εκείνα που δεν απενεργοποιούνται εγκαίρως, μια μοίρα που έπληξε το Κεμπέκ το 1989, όταν ένα από τα δίκτυά του ηλεκτρικού ρεύματος τέθηκε εκτός λειτουργίας για εννέα ώρες και άφησε έξι εκατομμύρια ανθρώπους – το ένα τέταρτο του πληθυσμού του Καναδά – χωρίς ρεύμα.
Η πιο ισχυρή ηλιακή καταιγίδα στην πρόσφατη ιστορία, το Γεγονός Carrington του 1859, προκάλεσε έντονες εκπομπές σέλας και στα δύο ημισφαίρια του πλανήτη μας και προκάλεσε ηλεκτρικές υπερτάσεις που έπεσαν έξω στις τηλεγραφικές γραμμές σε όλο τον κόσμο. Σήμερα, τα αποτελέσματα ενός γεγονότος σε επίπεδο Carrington θα ήταν καταστροφικά. Στα χειρότερα σενάρια, το Παγκόσμιο Σύστημα Εντοπισμού Θέσης (GPS) θα μπορούσε να καταρρεύσει καθώς οι δορυφόροι σπρώχνονται από τη θέση τους ή τα ευαίσθητα ηλεκτρονικά τους στοιχεία έχουν καταστραφεί, ενώ πολλά δίκτυα ισχύος στη Γη, ακόμη και το Διαδίκτυο, θα μπορούσαν να αποτύχουν. Το 2013, μια έκθεση υπολόγιζε ότι η οικονομική απώλεια μόνο στις ΗΠΑ από μια εκδήλωση σε επίπεδο Carrington θα μπορούσε να είναι $0,6tn-$2,6tn (£0,4tn-£2tn).
Τα γεγονότα του Miyake, ωστόσο, είναι ένα διαφορετικό θηρίο - προκαλώντας εκρήξεις σωματιδίων τουλάχιστον δέκα φορές μεγαλύτερες από το συμβάν Carrington. Στην πραγματικότητα, τόσο μικρό ήταν το συμβάν Carrington σε σύγκριση που οποιαδήποτε ακίδα άνθρακα-14 που παρήγαγε δεν εμφανίζεται σχεδόν καθόλου σε δακτυλίους δέντρων. Τον Μάρτιο, μια μελέτη βρήκε μια πολύ λεπτή υπόδειξη άνθρακα-14 από το συμβάν Carrington, αλλά τίποτα σε σύγκριση με ένα γεγονός Miyake. «Δεν εμφανίζεται», λέει ο Pearson. "Είτε αυτό σημαίνει ότι υπάρχει κάτι διαφορετικό [σε εξέλιξη], είτε [τα γεγονότα του Miyake είναι] σε πολύ μεγαλύτερη κλίμακα από το γεγονός του Carrington. Εκεί βρίσκεται η δυνητικά δραματική πλευρά. Εάν είναι γεγονότα όπως το γεγονός Carrington αλλά απλώς σε μεγαλύτερη κλίμακα , χρειαζόμαστε ορισμένες σοβαρές στρατηγικές μετριασμού το συντομότερο δυνατό».
Ένα γεγονός της κλίμακας αυτού που σάρωσε τη Γη πριν από 14.300 χρόνια θα μπορούσε να προκαλέσει τόσο εκτεταμένη ζημιά στη σύγχρονη τεχνολογία στην οποία βασίζονται οι ζωές μας και είναι δύσκολο να το καταλάβουμε.
«Το συμβάν του Carrington θεωρείται ότι είναι το χειρότερο σενάριο», λέει ο Raimund Muscheler, επιστήμονας ηλιακής ενέργειας στο Πανεπιστήμιο Lund στη Σουηδία. "Λοιπόν, το ερώτημα είναι, θα μπορούσαν πραγματικά να είναι πολύ χειρότερα;"
Getty ImagesΓνωρίζουμε ότι ορισμένα αστέρια, ιδιαίτερα οι κόκκινοι νάνοι που είναι μικρότεροι και πιο αμυδροί από τον Ήλιο μας, είναι επιρρεπείς σε υπερεκλάμψεις που μπορούν να διαλύσουν τις ατμόσφαιρες των πλανητών που βρίσκονται σε τροχιά γύρω μας. Αν και είναι απίθανο ο Ήλιος μας να αποτελεί τέτοιο κίνδυνο για τη Γη, η ύπαρξη γεγονότων Miyake εγείρει την πιθανότητα να είναι ικανός για εκρήξεις πολύ πιο ακραίας δραστηριότητας από τον 11χρονο κύκλο που παρατηρούμε σήμερα – και πολύ πιο ισχυρό ακόμη και από τον εκδήλωση Carrington.
Αυτό που είναι ασαφές αυτή τη στιγμή είναι η σχέση μεταξύ των γεγονότων Miyake και των γεωμαγνητικών καταιγίδων. Οι αιχμές άνθρακα-14 που παράγονται στα γεγονότα πιθανότατα προέρχονται από εκρήξεις πολύ ενεργητικών σωματιδίων από τον Ήλιο. Αλλά δεν είναι σίγουρο αν αυτά τα γεγονότα συνδέονται πάντα με CME που προκαλούν ισχυρές γεωμαγνητικές καταιγίδες στη Γη. «Όταν έχετε πολύ μεγάλες καταιγίδες στον Ήλιο, λαμβάνετε συχνά πολλά ενεργειακά σωματίδια και CME», λέει η Silvia Dalla, ηλιακός φυσικός στο Πανεπιστήμιο του Central Lancashire. Αλλά σημειώνει ότι ο σύνδεσμος "δεν είναι ακριβώς ένα προς ένα".
Τα ενεργητικά σωματίδια μπορούν επίσης να ρέουν από ηλιακές κηλίδες , στριμμένα μαγνητικά πεδία που ψύχουν τμήματα της επιφάνειας του Ήλιου και οδηγούν τη δραστηριότητα, αλλά δεν προκαλούν όλα επίσης μεγάλες εκρήξεις. Ορισμένοι ερευνητές λένε ότι δεν φαίνεται να υπάρχει συσχέτιση μεταξύ των γεγονότων του Miyake και των ηλιακών κηλίδων . Αντίθετα, λένε ότι αυτό θα μπορούσε να οφείλεται σε πολύ πιο παρατεταμένες καταιγίδες και εκρήξεις ηλιακής δραστηριότητας που συνεχίζονται για ένα χρόνο ή περισσότερο.
Για τον εξαρτώμενο από την τεχνολογία κόσμο μας, αυτό είναι βαθιά ανησυχητικό.
Αντιμέτωποι με ένα τέτοιο καταιγισμό σωματιδίων και ακτινοβολίας υψηλής ενέργειας, όλοι εκτός από τον καλύτερο θωρακισμένο εξοπλισμό θα μπορούσαν να είναι ευάλωτοι.
«Οι δορυφόροι θα μπορούσαν να καταστραφούν», λέει ο Muscheler.
Η υποδομή στη Γη θα κινδύνευε επίσης. "Λαμβάνετε σωματίδια που περνούν μέσα από ένα τσιπ και αλλάζουν ένα από τα bit από ένα σε ένα μηδέν", λέει ο Owen. Είναι κάτι που συμβαίνει κατά καιρούς υπό κανονικές συνθήκες, οδηγώντας σε σύγχυση και απροσδόκητα σφάλματα υπολογιστή. Αλλά ένα συμβάν Miyake θα προκαλούσε τόσα πολλά που τα ηλεκτρονικά συστήματα πιθανότατα θα κατέστησαν άχρηστα ή ακόμη και θα καταστρέψουν το ευαίσθητο κύκλωμα. ( Διαβάστε περισσότερα για τα σφάλματα του υπολογιστή από το διάστημα .)
«Σε κάτι που είναι ο έλεγχος του καυσίμου που μπαίνει και βγαίνει από έναν πυρηνικό σταθμό, ανησυχείς πραγματικά για αυτό το πράγμα», λέει ο Owens. «Στον καιρό του διαστήματος τείνουμε να μιλάμε για γεγονότα ενός στα 100 χρόνια, αλλά η πυρηνική βιομηχανία ανησυχεί συχνά για τα γεγονότα ενός στα 1.000 χρόνια, τα πραγματικά μεγάλα πράγματα».
Οι εκρήξεις ηλιακών σωματιδίων θα έπλητταν και την αεροπορία, προκαλώντας την εκτροπή των πτήσεων μακριά από τους πόλους όπου τα εισερχόμενα σωματίδια θα διοχετεύονταν από το μαγνητικό πεδίο της Γης, για να αποτρέψουν την έκθεση των επιβατών σε δυνητικά επιβλαβή επίπεδα ακτινοβολίας . Αλλά δεδομένου ότι αυτά τα σωματίδια ταξιδεύουν από τον Ήλιο στη Γη με ταχύτητα κοντά στην ταχύτητα του φωτός, ένα ταξίδι μόλις οκτώ λεπτών, θα υπήρχε λίγος χρόνος για προετοιμασία. "Έχεις την τάση να ξέρεις ότι ένα γεγονός είναι σε εξέλιξη περισσότερο από ό,τι μπορείς πραγματικά να το προβλέψεις", λέει ο Owens.
Getty ImagesΠροσαρμογή μεγέθους του Ήλιου
Φυσικά, οι δακτύλιοι δέντρων μας δίνουν μόνο ένα στιγμιότυπο ενός ολόκληρου έτους κατά το οποίο συνέβη ένα συμβάν Miyake, επομένως δεν είναι ακόμα σαφές εάν τα γεγονότα θα ήταν το αποτέλεσμα μιας μεμονωμένης καταστροφικής ηλιακής έκρηξης ή πολλαπλών περιόδων αυξημένης δραστηριότητας κατά τη διάρκεια ενός έτους. «Δεν ξέρουμε αν αυτό ήταν ένα μεμονωμένο γεγονός σε μια μέρα, η υπόθεση της υπερέκλαμψης, ή απλώς έτυχε να υπάρξει ένας ασυνήθιστα μεγάλος αριθμός πολύ μεγάλων σωματιδιακών καταιγίδων εκείνη τη χρονιά», λέει ο Όουενς. Κάθε μία από αυτές τις καταιγίδες, ωστόσο, θα εξακολουθούσε να είναι μεγάλη και δυνητικά επικίνδυνη.
Περαιτέρω ανάλυση των δακτυλίων δέντρων και των πυρήνων πάγου για την αναζήτηση περισσότερων εκδηλώσεων Miyake βρίσκεται σε εξέλιξη με την ελπίδα ότι θα δώσει περισσότερες απαντήσεις. «Νομίζω ότι περισσότερα γεγονότα είναι κρυμμένα», λέει ο Miyake. Υπολογίζεται ότι το 95% των δεδομένων δακτυλίων δέντρων από τα τελευταία 5.000 χρόνια έχει μελετηθεί, λέει ο Nicolas Brehm, ηλιακός επιστήμονας στο ETH Zurich, ένα δημόσιο ερευνητικό πανεπιστήμιο στην Ελβετία, πράγμα που σημαίνει ότι είναι απίθανο να υπάρχουν πολλά περισσότερα γεγονότα Miyake στην πρόσφατη ιστορία. . Πέρα από αυτό, υπάρχει ένα όριο δεδομένων αξίας περίπου 30.000 ετών στο διατηρημένο ξύλο, αν και αυτή η ανάλυση είναι δύσκολη. «Είναι δύσκολο να αποκτήσεις καλό υλικό από αυτή τη χρονική περίοδο», λέει ο Brehm.
Παρόλα αυτά, το κυνήγι για περισσότερα γεγονότα Miyake συνεχίζεται. Τον Ιούνιο, ο Μπαρντ επέστρεψε στις γαλλικές Άλπεις για να συλλέξει δείγματα από πιο εκτεθειμένα απολιθωμένα δέντρα. Τώρα, με δείγματα στη ρυμούλκηση, θα ξεκινήσει «την κουραστική δουλειά» της μελέτης των δακτυλίων των δέντρων, λέει, για αρκετούς μήνες. Ίσως, μια μέρα, να βρεθεί ένα ακόμη μεγαλύτερο γεγονός από αυτό πριν από 14.300 χρόνια.
Και φυσικά υπάρχει ακόμα η πιθανότητα να συμβεί ξανά. Καλύτερα να ελπίζουμε ότι είμαστε έτοιμοι για αυτό.
Σχόλια