Sciencemag.cz
Doporučujeme
V letokruzích stromů nacházíme proměnlivý podíl izotopu radioaktivního uhlíku C-14. Nejde teď o to, že tento izotop se rozpadá, což je podstatou nejpoužívanější datovací metody v současné archeologii. Z druhé strany uhlík C-14 vzniká při dopadu vysokoenergetického záření do horních vrstev atmosféry. Z letokruhů (dokážeme-li je datovat jinak, tedy přes jejich „překryvy“) proto dokážeme odečítat i to, jak moc byla Země v daném roce vystavena záření. To zase odpovídá cyklům aktivity Slunce (hlavně perioda 11 let) i chování magnetického pole Země; když slábne nebo se přepólovává, méně chrání Zemi. To znamená interakci více záření v atmosféře i větší zastoupení uhlíku C14 v příslušném letokruhu.
Jenže mezi tím vším se podle všeho nacházejí doklady o výjimečných událostech. Japonská fyzička Fusa Miyake v roce 2012 objevila velký pík: množství radioaktivního uhlíku výrazně vzrostlo v roce 774 n. l. Intenzita kosmického záření tedy odpovídala několikanásobku běžné roční hodnoty. Tento nejvýraznější pík z let 774–775 se také někdy označuje jako Událost (za) Karla Velikého.
Další týmy našly doklady o podobných událostech z let 993 n. l. a 663 př. n. l., dále pak i z dávnějších let 5259 př. n. l., 5410 př. n. l. a 7176 př. n. l.. (Poznámka: to máme z roku 7176 př. n l. někde dostatečně se překrývající škálu letokruhů, abychom to mohli takto datovat?).
Když máme takto přesná data, můžeme zase příslušný pík používat i jinak. Archeologové na základě události z roku 993 n. l. stanovili třeba přesné datum osídlení Vikingů v L’Anse aux Meadows na Newfoundlandu: 1021 n. l.
Nová práce pokládá ovšem jinou otázku: jaké jsou příčiny těchto mimořádných událostí a mohly by se opakovat? Příslušný pulz mohou podle různých prací způsobovat supernovy, gama záblesky, exploze zmagnetizovaných neutronových hvězd a dokonce i komety. Nejrozšířenějším vysvětlením však je, že události tyto jsou důsledkem supererupcí na Slunci, třeba až o 2 řády intenzivnější než Carringtonova událost z roku 1859.
Pokud by k takové události došlo dnes, zničila by nejspíš elektrorozvodné sítě, telekomunikační infrastrukturu i satelity. Dat máme málo, ale pokud by takové události nastávaly náhodně, je tu důvod k určitým obavám (1 událost za 1 000 let znamená 1% riziko za 10 let, to zase tak málo není). Naopak v době Karla Velikého si zřejmě nikdo ničeho bezprostředně všimnout nemusel.
Nová studie shrnuje veškeré Miyakeiny události a analyzuje letokruhy zahrnuté v těchto studiích. Byl k tomu vyvinut i speciální software, jehož zdrojový kód je volně k dispozici. Do hry vstupuje i to, jak vlastně uhlík (zde: izotop C14) prochází svým celým globálním cyklem, jaký podíl uhlíku vzniklého v atmosféře skončí ve stromech a kdy (ne nutně hned ten rok, co uhlík C14 vznikne v atmosféře interakcí se zářením). Z výsledků vyplývá, že příslušná jednorázová erupce odpovídá navíc porci záření, která normálně dopadne za 1-4 roky. Dřívější výzkumy naznačovaly, že stromy blíže k zemským pólům zaznamenaly větší nárůst záření – což by se dalo čekat, jsou-li za to zodpovědné sluneční supererupce – ale nová práce zahrnující větší vzorek stromů dospívá k závěru, že tomu tak není.
Další závěr zní že tyto události mohou nastat v kterémkoli bodě jedenáctiletého cyklu sluneční aktivity. Naproti tomu sluneční erupce mají tendenci se vyskytovat přednostně v době vrcholu cyklu.
Navíc několik z těchto vrcholů zřejmě trvá déle, než lze vysvětlit pomalým pohybem nového uhlíku C14 v rámci uhlíkového cyklu. Buď tedy mohou někdy déle než rok trvat i samotné události (což se ale u obřích slunečních erupcí nepředpokládá), nebo samotná vegetační období stromů nejsou tak rovnoměrná, jak se dříve předpokládalo.
Hlavní autor studie Benjamin Pope z Queenslandské univerzity považuje za nejpravděpodobnější, že příčinou těchto jevů je přece jen Slunce, ale spíše celá série událostí než jediná supererupce.
Qingyuan Zhang et al, Modelling cosmic radiation events in the tree-ring radiocarbon record, Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences (2022). DOI: 10.1098/rspa.2022.0497
Zdroj: The Conversation / Phys.org
Poznámka PH: Samostatná část těchto výzkumů: hledat třeba v kronikách nějaké neobvyklé jevy na obloze z let 774–775. Ovšem takový záblesk gama záření by byl ve viditelném spektru prostě nepozorovatelný a ani události jiného typu by nemusely mít viditelný ekvivalent?
Viz také: Nepravidelnosti v radioaktivním uhlíku a protonové záření
Před pár lety jsem někde četl (bohužel už si zdroj nepamatuji), že sice v maximu slunčního cyklu je nejvíce erupcí, ale k velkým erupcím dochází poblíž minima cyklu.
Myslím, že lokální maximum ( 1-4 roky) lze na dřevě lokalizovat při stáří 7 000 let, vzorky dřeva obsahují další desítky letokruhů , z nichž lze stáří s přesností většinou horší jak 1% určit.
Statistický rozptyl, v jakém vychází datace podle této metody, je podle toho v řádech desítek až padesáti let.
Doba rozpadu Procento rozpadnuvšího se uhlíku 14C
5730 let 50 %
11460 let 75 %