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树木年轮显示了最新发现的极端太阳活动事件记录

This is an authorized translation of an Eos article. 本文是Eos 文章的授权翻译。

太阳持续不断地放射出高能粒子流,其中一部分可以到达地球。这种粒子流的密度和能量构成了空间天气的基础,它会干扰卫星和其他航天器的运行。该领域一个尚未解决的关键问题是,太阳发射的高能粒子爆发达到什么频率,其强度会足以破坏或摧毁太空电子设备。

确定此类事件发生率的一个很有前景的方法是树木年代学记录。这种方法依赖于太阳能量粒子(solar energetic particle, SEP)撞击大气的过程,该过程引发连锁反应,产生碳-14原子。这种原子随后可以被整合到树木的结构中;因此,树木年轮中碳-14原子的浓度可以指示特定年份中SEP的影响率。

迄今为止,文献中已详细描述了三次极端的SEP产生事件,大约发生在公元前660年、公元774-775年和公元992-993年。每一次事件都比太空探索时代的任何测量要强烈一个数量级。Miyake等人描述了一个发生在公元前5411年至公元前5410年之间的事件。由于这次爆发,北半球的大气碳14每年增加了0.6%,持续了好几年才降至正常水平。

作者通过从三个分散地区采集的树木样本推断了这一事件的存在:加利福尼亚的狐尾松、芬兰的苏格兰松和瑞士的欧洲落叶松。每个样本都分离出了独立的树木年轮,每个年轮上的物质都经过加速器质谱测定以确定其碳-14含量。

研究人员利用统计方法,发现了一种与太阳11年周期相一致的碳-14小波动模式;记录在年轮上的事件发生在太阳活动高峰期。值得注意的是,其他证据表明当时太阳也经历了一个长达数十年的活动增长时期。

如果一次极端SEP爆发的确是造成额外碳14的原因的话,那么这些观察还可以帮助预测未来的事件。然而,树木年轮的测量无法排除其他地外原因,比如附近的超新星爆炸。作者认为,要想得到明确的结论,还需要对从冰芯中提取的铍和氯进行同位素测量。(Geophysical Research Lettershttps://doi.org/10.1029/2021GL093419, 2021)

-科学作家Morgan Rehnberg

This translation was made by Wiley. 本文翻译由Wiley提供。

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