Событие Кэррингтона 1859 года разрушило телеграфные линии. Событие Мияке будет намного хуже
Вскоре после полуночи 1 сентября 1859 года туристы, дремлющие под ночным небом в Скалистых горах Колорадо, проснулись от яркого полярного сияния, «такого яркого, что можно было легко прочитать обычную книгу». В отчете об этом событии, упоминалось, что «некоторые настаивали на том, что уже рассвело, и начали готовить завтрак».
За тысячи километров от этого места, на улицах Сан-Франциско собрались толпы людей, устремив взоры в небо. «Все небо, казалось, колыхалось, как пшеничное поле на сильном ветру; воды залива отражали блестящие оттенки Авроры, — писал один журналист в газете 5 сентября 1859 года. — Ничто не могло превзойти величие и красоту этого зрелища; эффект был почти сбивающим с толку, и тысячи людей наблюдали за ним со смешанным чувством благоговения и восторга». Этим опытом поделились горожане всего мира.
Двухдневное небесное явление не только вдохновило на поэтические размышления и временно сбило с толку певчих птиц, которые начали чирикать по ночам.
Почти сразу 100 000 миль телеграфных линий мира замолчали, став жертвой волны космического электрического тока, достаточно сильного, чтобы «поджарить» эти системы. Связь того времени настолько попала «под влияние северного сияния, что связь между телеграфными станциями оказалась совершенно невозможной».
Эти знаменитые несколько дней были позже названы событием Кэррингтона (геомагнитная буря) по имени британского астронома, связавшего это явление с очень мощной солнечной вспышкой, которая отправила заряженные электроны и протоны в магнитное поле Земли.
Считается, что геомагнитная буря 1859 года была вызвана крупным выбросом корональной массы Солнца, который прошел прямо к Земле, преодолев расстояние в 150 миллионов километров за 17,6 часа. Типичные выбросы достигают Земли за несколько дней, но считается, что относительно высокая скорость этого выброса стала возможной благодаря предшествующему, который «расчистил путь» плазме солнечного ветра для события Кэррингтона.
История космоса, скрытая в деревьях
В то время как человечество застыло в замешательстве, благоговении, а иногда и в ужасе, японский кедр на острове Яку молча поглощал углекислый газ, превращая газ в сахар и внедряя часть углерода в свои годичные кольца толщиной в миллиметр.
Примерно 150 лет спустя, в 2012 году, аспирантка Нагойского университета Фуса Мияке (Fusa Miyake) внимательно изучала тонкие годичные кольца этого 1900-летнего японского кедра, срубленного в 1956 году. Мияке искала историю, связанную с кольцами дерева. В частности, она искала всплеск углерода-14.
Углерод-14, также называемый радиоуглеродом, представляет собой немного более тяжелую версию стабильного углерода или углерода-12. В то время как углерод-12 имеет шесть протонов и шесть нейтронов, углерод-14 имеет шесть протонов и восемь нейтронов.
Углерод-14 нестабилен и со временем распадается. На этот изотоп приходится примерно одна часть из триллиона углерода, проходящего через глобальный углеродный цикл. Тем не менее, его сигнал достаточно силен, чтобы исследователи могли отличить радиоуглерод от стабильного углерода в органических остатках, таких как кольца деревьев.
Однако концентрация углерода-14 может варьироваться. В частности, сильные космические погодные явления, такие как солнечная вспышка, вызвавшая событие Кэррингтона 1859 года, могут вызвать короткие, исключительно интенсивные потоки высокоэнергетических частиц и увеличить концентрацию углерода-14 в атмосфере.
Событие Кэррингтона было просто всплеском
Мияке исследовала не событие Кэррингтона, а нечто большее и более отдаленное. Благодаря предыдущим исследованиям она знала, что где-то в конце восьмого века произошел ярко выраженный всплеск углерода-14.
В конце концов, она нашла безошибочный сигнал: между 774 и 775 годами нашей эры она отметила 12-процентный скачок углерода-14, что предполагало событие, в 20 раз превышающее обычные космические явления. Другие исследователи подтвердили выводы Мияке.
Ученые обнаружили аналогичный сигнал в изотопах бериллия, присутствующих в антарктических ледяных кернах. Коллективные выводы предоставили множество доказательств того, что рассматриваемое событие было глобальным, а не локальным явлением.
Фуса Мияке и ее команда опубликовали свои результаты в журнале Nature в 2012 году. С тех пор было найдено больше «событий Мияке», характеризующихся внезапными однолетними скачками концентрации углерода-14 в деревьях, а также бериллия-10 и хлора-36 в ледяных щитах — были подтверждены события в 7176 г. до н.э., 5410 г. до н.э., 5259 г. до н.э., 774 г. н.э. и 993 г. н.э.
События Мияке демонстрируют значительно большую интенсивность, чем солнечные или звездные события, которые могли спровоцировать событие Кэррингтона в 1859 году.
«Эти два ярких дня в 1859 году едва ли можно назвать всплеском», — говорят ученые. Углерод-14, хранящийся в годичных кольцах деревьев, в тот год практически не увеличился.
Новый способ познакомиться с прошлым
Новаторское открытие событий Мияке вооружило исследователей новым методом датирования исторических событий с беспрецедентной точностью, привязывая их к этим космическим всплескам.
Хотя использование углерода-14 для целей датирования не является чем-то новым, его применение имеет ограничения. Из-за нехватки радиоуглерода в атмосфере исследователям требуется значительное количество органического материала для точного датирования объектов.
Как правило, для проведения разумных измерений требуются кольца деревьев за десятилетие, что делает реконструкцию исторических временных рамок неопределенной. Эта неточность особенно очевидна при попытке отличить важные события, которые происходят в течение одного дня, такие как стихийное бедствие, от тех, которые разворачиваются в течение нескольких лет. Если бы Первая мировая война и Вторая мировая война произошли в доисторические времена, они были бы неразличимы.
Однако во время событий Мияке в атмосферном углекислом газе присутствует гораздо более высокая концентрация радиоуглерода, который растения поглощают и превращают в сахара.
Следовательно, в одно кольцо роста упаковано больше радиоуглерода, и ученые могут определить точный год, когда это кольцо было образовано. Затем они могут считать по внешнему кольцу дерева, чтобы узнать год, когда оно погибло.
Событие Мияке и немного базовой математики
Ученые сразу поняли, как они могут использовать события Мияке для точной датировки исторических событий или образцов. Например, археологи из Университета Гронингена использовали событие Мияке для датировки поселения викингов в Ньюфаундленде.
Исследователи предположили, что поселение было построено где-то ближе к концу первого тысячелетия и что, вероятно, это случилось где-то около события Мияке 992 года. Они нашли контрольную сигнатуру этого события в деревянных предметах поселения и начали обратный отсчет от внешнего кольца дерева, которое представляет последний год его жизни — год, когда оно было срублено для строительства поселения.
Двадцать девять колец отделяли внешний слой от события Мияке. Хотя им нужны были очень точные научные инструменты, чтобы найти событие 992 года, остальное было простой математикой: викинги рубили дрова через 29 лет после 992 года, или в 1021 году.
В другом приложении исследователи из Кембриджского университета использовали событие Мияке 774 года нашей эры для датировки лиственницы, найденной погребенной под вулканическим пеплом в результате «извержения тысячелетия» горы Макету. Это извержение, как мы теперь знаем, произошло в 946 году нашей эры.
Определив больше предполагаемых событий Мияке, исследователи начинают интересные проекты, такие как согласование ацтекского календаря с нашей григорианской системой. Возможности почти безграничны. Обладая знаниями о событиях Мияке, ученые могут определить более точные даты практически любого исторического события — при условии, что они найдут подходящее дерево.
Событие Миякэ нанесло бы вред современному обществу
К сожалению, события Мияке также несут в себе зловещие обещания разрушить будущее. Перед лицом события уровня Кэррингтона наши современные телекоммуникационные системы рухнут. Наступил бы хаос.
Но помните, событие в Кэррингтоне было относительно незначительным. Столкнувшись с всплеском высокоэнергетических частиц, характерным для события Мияке — достаточно мощным, чтобы оставить свой след в кольцах деревьев — индуцированный ток затопит тысячи спутников, окружающих Землю, выводя их из строя на месяцы и, возможно, годы.
Электросети немедленно рухнут, оставив все, что зависит от электричества, например, освещение, электромобили и вентиляторы, в нерабочем состоянии. Космонавты на МКС, несомненно, получат смертельные дозы радиации, и даже люди на борту самолетов могут столкнуться с опасными уровнями.
Учитывая угрозу, ученые изо всех сил пытаются определить точную причину события Мияке и следует ли оно какой-либо предсказуемой схеме или циклу. Обладая этой информацией, мы могли бы заблаговременно отключить все спутники и телекоммуникационные системы, приземлить все самолеты и вернуть космонавтов домой.
В качестве альтернативы ученые могли бы разработать методы защиты людей и оборудования на Земле и в космосе. В нынешнем виде Земля является беспомощной мишенью, совершенно слепой в отношении того, когда событие Мияке может ударить по планете.
Однако пока нет научного консенсуса относительно предлагаемых объяснений источника этих событий, таких как сверхновые звезды или солнечные вспышки.
Некоторые исследователи сомневаются, что мы поймем, что вызывает события Мияке, пока не сможем напрямую наблюдать и измерять его с помощью научных инструментов. Это судьба, которую мы, очевидно, хотели бы избежать. И в этом случае мы потеряем данные почти сразу после их получения.