Ο Ήλιος διανύει μια περίοδο υψηλής δραστηριότητας, αλλά δεν είναι τίποτα σε σύγκριση με ένα τεράστιο ηλιακό γεγονός που έπληξε τον πλανήτη μας πριν από 14.000 χρόνια. Αν συνέβαινε κάτι τέτοιο σήμερα, οι επιπτώσεις στη Γη θα ήταν καταστροφικές.

Τα αρχαιότερα δέντρα στη Γη χρονολογούνται πριν από 5.000 χρόνια, έχοντας επιβιώσει 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 προσεδάφιση στη Σελήνη.

Τα δέντρα μπορούν ακόμη και να απολιθωθούν στο υπέδαφος, 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. Καθώς μεγαλώνουν, κάνουν κάτι εξαιρετικό – καταγράφουν τη δραστηριότητα του Ήλιου μας.

Καθώς τα δέντρα φωτοσυνθέτουν καθ’ όλη τη διάρκεια του έτους, αλλάζει ο χρωματισμός τους ανάλογα με την εποχή, καθώς εμφανίζονται πιο ανοιχτά την άνοιξη και πιο σκούρα το φθινόπωρο. Το αποτέλεσμα είναι μια ετήσια καταγραφή που περιέχεται στους «δακτυλίους» ανάπτυξης του δέντρου. «Αυτό μας δίνει αυτό το πραγματικά πολύτιμο αρχείο χρονοκάψουλων», λέει η Charlotte Pearson, δενδροχρονολόγος – κάποιος που μελετά τους δακτυλίους των δέντρων – στο Εργαστήριο Έρευνας Δακτυλίων Δέντρων του Πανεπιστημίου της Αριζόνα, στις ΗΠΑ.

Διαβασε ακομα

Το μυστήριο με τα περίεργα σχήματα στην ατμόσφαιρα που απειλούν τη ζωή στη Γη

Για το μεγαλύτερο μέρος του 20ου αιώνα, οι δενδροχρονολόγοι χρησιμοποίησαν σε μεγάλο βαθμό τους δακτυλίους των δέντρων για να διερευνήσουν την αλλαγή σε μεγάλα ιστορικά χρονικά διαστήματα – μια δεκαετία ή και περισσότερο.

Ωστόσο, σε ορισμένες χρονικές στιγμές, η αλλαγή που καταγράφουν ήταν πιο ξαφνική και κατακλυσμιαία. Αυτό για το οποίο βρίσκουν στοιχεία είναι μαζικά ηλιακά γεγονότα που αποκαλύπτουν ανησυχητικές πληροφορίες για το ταραχώδες 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 μια τότε διδακτορική φοιτήτρια, η Fusa Miyake, που σήμερα είναι φυσικός κοσμικών ακτίνων στο Πανεπιστήμιο Nagoya της Ιαπωνίας, έκανε μια εκπληκτική ανακάλυψη.

Μελετώντας ιαπωνικούς κέδρους, ανακάλυψε μια τεράστια αύξηση σε έναν τύπο άνθρακα, γνωστό ως άνθρακα-14, σε ένα μόνο έτος πριν από σχεδόν 800 χρόνια, το 774 μ.Χ.. «Ήμουν τόσο ενθουσιασμένη», λέει η Miyake.

Αφού αμφισβήτησαν αρχικά τα δεδομένα, η Miyake και οι συνάδελφοί της σύντομα κατέληξαν σε ένα εκνευριστικό συμπέρασμα. Η έξαρση του άνθρακα-14 πρέπει να προήλθε από κάτι που εισήγαγε τεράστιο αριθμό σωματιδίων στην ατμόσφαιρά μας, καθώς αυτό το ραδιενεργό ισότοπο του άνθρακα παράγεται όταν σωματίδια υψηλής ενέργειας προσκρούουν στο άζωτο της ατμόσφαιρας.

Κάποτε συνδεόταν ίσως με κοσμικά γεγονότα όπως οι υπερκαινοφανείς αστέρες, οι μελέτες έχουν έκτοτε προτείνει μια άλλη πιθανή αιτία: Μια τερατώδης έκρηξη σωματιδίων που εκτοξεύτηκε από τον Ήλιο. Αυτά θα δημιουργούνταν από υπερφλόγες, πολύ μεγαλύτερες από οτιδήποτε έχει παρατηρηθεί στη σύγχρονη εποχή.

«Απαιτούν ένα γεγονός που είναι τουλάχιστον δέκα φορές μεγαλύτερο από οτιδήποτε έχουμε παρατηρήσει», λέει ο Mathew Owens, διαστημικός φυσικός στο Πανεπιστήμιο του Reading στο Ηνωμένο Βασίλειο.

Η πρώτη καταγεγραμμένη παρατήρηση ηλιακών εκλάμψεων χρονολογείται από τα μέσα του 19ου αιώνα και συνδέεται με τη μεγάλη γεωμαγνητική καταιγίδα του 1859, η οποία έγινε γνωστή ως το συμβάν Carrington, από το όνομα ενός από τους αστρονόμους που την παρατήρησαν, του Richard Carrington.

Η ανακάλυψη της Miyake επιβεβαιώθηκε από άλλες μελέτες των δακτυλίων των δέντρων και την ανάλυση αρχαίων πάγων σε πυρήνες που συλλέχθηκαν από μέρη όπως η Ανταρκτική και η Γροιλανδία. Οι τελευταίοι περιείχαν συσχετισμένες υπογραφές βηρυλίου-10 και χλωρίου-36, τα οποία παράγονται σε μια παρόμοια ατμοσφαιρική διαδικασία με τον άνθρακα-14.

Έκτοτε, έχουν ανακαλυφθεί περισσότερα γεγονότα Miyake, όπως είναι πλέον γνωστές αυτές οι μαζικές εκρήξεις κοσμικής ακτινοβολίας και σωματιδίων. Συνολικά, επτά καλά μελετημένα γεγονότα είναι γνωστό ότι συνέβησαν τα τελευταία 15.000 χρόνια, ενώ υπάρχουν αρκετές άλλες εξάρσεις του άνθρακα-14 που δεν έχουν ακόμη επιβεβαιωθεί ως γεγονότα Miyake.

Η πιο πρόσφατη συνέβη πριν από λίγο περισσότερο από 1.000 χρόνια, το 993 μ.Χ. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι αυτά τα γεγονότα συμβαίνουν σπάνια – αλλά σε κάπως τακτά χρονικά 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 αιχμής άνθρακα-14 σε απολιθωμένα πεύκα στη Νότια Γαλλία που χρονολογείται πριν από 14.300 χρόνια. Η κορύφωση που είδαν ήταν δύο φορές ισχυρότερη από οποιοδήποτε γεγονός Miyake που είχε παρατηρηθεί στο παρελθόν, γεγονός που υποδηλώνει ότι αυτά τα ήδη εικαζόμενα τερατώδη γεγονότα θα μπορούσαν να είναι ακόμη μεγαλύτερα από ό,τι νομίζαμε μέχρι σήμερα.

Η ομάδα πίσω από την ανακάλυψη αυτής της υπερκαταιγίδας από το διάστημα είχε ψάξει στις νότιες γαλλικές Άλπεις για απολιθωμένα δέντρα και βρήκε μερικά που είχαν αποκαλυφθεί από ποτάμια. Χρησιμοποιώντας ένα αλυσοπρίονο, συνέλεξαν δείγματα και τα εξέτασαν πίσω σε ένα εργαστήριο, ανακαλύπτοντας στοιχεία για μια τεράστια αιχμή άνθρακα-14. «Ονειρευόμασταν να βρούμε ένα νέο γεγονός 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.

Διαβασε ακομα

Προειδοποίηση για νέα γεωμαγνητική καταιγίδα

Βαθύς αντίκτυπος

Ωστόσο, αν ένα τέτοιο γεγονός συνέβαινε και σήμερα, οι επιπτώσεις θα ήταν πρωτοφανείς. «Οι άνθρωποι που ζούσαν πριν από χιλιάδες χρόνια θα είχαν πιθανότατα δει σέλας, θα είχαν δει φώτα στον ουρανό», λέει η Pearson. «Μπορεί να το είχαν θαυμάσει αυτό. Αλλά πέρα από αυτό, αυτό δεν θα τους είχε επηρεάσει καθόλου. Εμείς είμαστε η πρώτη κοινωνία στη Γη που θα μπορούσε να γίνει μάρτυρας ενός τέτοιου γεγονότος, η οποία θα ήταν έντονα ευάλωτη και θα επηρεαζόταν μαζικά από αυτό».

Ο Ήλιος μας σήμερα περνά από περιόδους μέγιστης και ελάχιστης δραστηριότητας σε έναν 11ετή κύκλο, κατά τη διάρκεια των οποίων μπορεί να εκτοξεύσει τεράστιες εκλάμψεις πλάσματος που ονομάζονται στεμματικές εκτοξεύσεις μάζας (CME) και τεράστιες εκρήξεις ακτινοβολίας, που ονομάζονται ηλιακές εκλάμψεις.

Εάν ο Ήλιος περιστρέψει μια CME προς την κατεύθυνση της Γης, μπορεί να προκαλέσει γεωμαγνητικές καταιγίδες, καθώς φορτισμένα σωματίδια ρέουν στην ατμόσφαιρά μας, απελευθερώνοντας το σέλας, γνωστό ως Βόρειο και Νότιο Σέλας.

Τον Μάιο του 2024, με τον Ήλιο μας να οδεύει προς το σημερινό ηλιακό μέγιστο, η ισχυρότερη γεωμαγνητική καταιγίδα των τελευταίων δύο δεκαετιών δημιούργησε σέλας ορατό μέχρι το Λονδίνο στο Ηνωμένο Βασίλειο και κοντά στο Σαν Φρανσίσκο της Καλιφόρνιας.

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 έπεφτε κατά 40-80 μέτρα την ημέρα κατά τη διάρκεια των γεωμαγνητικών καταιγίδων τον Μάιο του 2024, για παράδειγμα).

Μπορούν επίσης να προκαλέσουν χάος στα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας, εξουδετερώνοντας εκείνα που δεν έχουν απενεργοποιηθεί εγκαίρως, μια μοίρα που έπληξε το Κεμπέκ το 1989, όταν ένα από τα ηλεκτρικά του δίκτυα τέθηκε εκτός λειτουργίας, αφήνοντας χωρίς ρεύμα έξι εκατομμύρια ανθρώπους, το ένα τέταρτο του πληθυσμού του Καναδά δηλαδή.

Διαβασε ακομα

Το Βόρειο Σέλας απ’ το διάστημα, σ’ ένα βίντεο που κόβει την ανάσα

Η ισχυρότερη ηλιακή καταιγίδα στην πρόσφατη ιστορία, το συμβάν Carrington του 1859, προκάλεσε έντονα σέλαα και στα δύο ημισφαίρια του πλανήτη μας και πυροδότησε ηλεκτρικά κύματα που έθεσαν εκτός λειτουργίας τηλεγραφικές γραμμές σε όλο τον κόσμο.

Σήμερα, οι επιπτώσεις ενός συμβάντος επιπέδου Carrington θα ήταν καταστροφικές. Στα χειρότερα σενάρια, το Παγκόσμιο Σύστημα Εντοπισμού Θέσης (GPS) θα μπορούσε να καταρρεύσει καθώς οι δορυφόροι θα μετατοπίζονταν από τη θέση τους ή θα καταστρέφονταν τα ευαίσθητα ηλεκτρονικά τους, ενώ πολλαπλά δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας στη Γη, ακόμη και το διαδίκτυο, θα μπορούσαν να καταρρεύσουν. Το 2013, μια έκθεση υπολόγισε ότι οι οικονομικές απώλειες μόνο στις ΗΠΑ από ένα συμβάν επιπέδου Carrington θα μπορούσαν να ανέλθουν σε 0,6 έως 2,6 εκατ. δολάρια.

Τα γεγονότα Miyake, ωστόσο, είναι ένα διαφορετικό θηρίο – προκαλώντας εκρήξεις σωματιδίων τουλάχιστον δέκα φορές μεγαλύτερες από το γεγονός Carrington.

Στην πραγματικότητα, το συμβάν του Carrington ήταν τόσο μικρό σε σύγκριση με αυτό, ώστε οποιαδήποτε αιχμή άνθρακα-14 που παρήγαγε μόλις και μετά βίας εμφανίζεται στους δακτυλίους των δέντρων. Τον Μάρτιο, μια μελέτη βρήκε μια πολύ λεπτή ένδειξη άνθρακα-14 από το συμβάν του Carrington, αλλά τίποτα σε σύγκριση με ένα συμβάν Miyake.

«Δεν εμφανίζεται», λέει η Pearson. «Είτε αυτό σημαίνει ότι υπάρχει κάτι διαφορετικό [που συμβαίνει], είτε [τα γεγονότα Miyake είναι] σε πολύ μεγαλύτερη κλίμακα από το γεγονός Carrington. Εκεί βρίσκεται η δυνητικά δραματική πλευρά. Αν πρόκειται για γεγονότα όπως το γεγονός Carrington, αλλά απλώς σε μεγαλύτερη κλίμακα, χρειαζόμαστε κάποιες σοβαρές στρατηγικές μετριασμού το συντομότερο δυνατό».

Ένα γεγονός της κλίμακας εκείνου που σάρωσε τη Γη πριν από 14.300 χρόνια θα μπορούσε να προκαλέσει τόσο εκτεταμένες ζημιές στη σύγχρονη τεχνολογία στην οποία βασίζεται η ζωή μας, που είναι δύσκολο να το φανταστεί κανείς.

«Το φαινόμενο Carrington θεωρείται το χειρότερο σενάριο», λέει ο Raimund Muscheler, ηλιακός επιστήμονας στο Πανεπιστήμιο Lund της Σουηδίας. «Το ερώτημα λοιπόν είναι, θα μπορούσαν πραγματικά να είναι πολύ χειρότερα;»

Γνωρίζουμε ότι ορισμένα αστέρια, ιδιαίτερα οι ερυθροί νάνοι που είναι μικρότεροι και πιο αμυδροί από τον Ήλιο μας, είναι επιρρεπείς σε υπερεκρήξεις που μπορούν να διαλύσουν τις ατμόσφαιρες των πλανητών που βρίσκονται σε κοντινή τροχιά.

Διαβασε ακομα

Ηλιακές καταιγίδες: Πότε θα έρθει το χτύπημα για το οποίο είμαστε απροετοίμαστοι

Αν και είναι απίθανο ο Ήλιος μας να αποτελεί τέτοιο κίνδυνο για τη Γη, η ύπαρξη γεγονότων Miyake εγείρει την πιθανότητα ότι είναι ικανός για εκρήξεις πολύ πιο ακραίας δραστηριότητας από τον 11ετή κύκλο που παρατηρούμε σήμερα – και πολύ πιο ισχυρές ακόμη και από το γεγονός Carrington.

Αυτό που δεν είναι σαφές προς το παρόν είναι η σχέση μεταξύ των συμβάντων Miyake και των γεωμαγνητικών καταιγίδων. Οι αιχμές άνθρακα-14 που παράγονται στα συμβάντα προέρχονται πιθανότατα από εκρήξεις σωματιδίων υψηλής ενέργειας από τον Ήλιο.

Αλλά δεν είναι βέβαιο αν τα γεγονότα αυτά συνδέονται πάντα με CMEs που προκαλούν ισχυρές γεωμαγνητικές καταιγίδες στη Γη. «Όταν έχουμε πολύ μεγάλες καταιγίδες στον Ήλιο, συχνά έχουμε πολλά ενεργητικά σωματίδια και CMEs», λέει η Silvia Dalla, ηλιακή φυσικός στο Πανεπιστήμιο του Central Lancashire. Αλλά σημειώνει ότι η σχέση δεν είναι «ακριβώς ένα προς ένα».

Τα ενεργητικά σωματίδια μπορούν επίσης να ρέουν από τις ηλιακές κηλίδες, τα διεστραμμένα μαγνητικά πεδία που ψύχουν τμήματα της επιφάνειας του Ήλιου και οδηγούν στη δραστηριότητα, αλλά δεν παράγουν όλα επίσης μεγάλες εκρήξεις. Ορισμένοι ερευνητές λένε ότι δεν φαίνεται να υπάρχει συσχέτιση μεταξύ των γεγονότων Miyake και των ηλιακών κηλίδων. Αντίθετα, λένε ότι θα μπορούσαν να οφείλονται σε πολύ πιο παρατεταμένες καταιγίδες και εκρήξεις ηλιακής δραστηριότητας που διαρκούν για ένα χρόνο ή περισσότερο.

Για τον εξαρτώμενο από την τεχνολογία κόσμο μας, αυτό είναι βαθιά ανησυχητικό. Αντιμέτωποι με έναν τέτοιο καταιγισμό σωματιδίων και ακτινοβολίας υψηλής ενέργειας, όλοι οι εξοπλισμοί, εκτός από τον καλύτερα θωρακισμένο, θα μπορούσαν να είναι ευάλωτοι. «Οι δορυφόροι θα μπορούσαν να καταστραφούν», λέει ο Muscheler.

Οι υποδομές στη Γη θα ήταν επίσης σε κίνδυνο. «Υπάρχουν σωματίδια που διαπερνούν ένα τσιπ και αλλάζουν ένα από τα bits από ένα σε μηδέν», λέει ο Owen. Είναι κάτι που συμβαίνει κατά καιρούς υπό κανονικές συνθήκες, οδηγώντας σε αινιγματικά και απροσδόκητα σφάλματα υπολογιστών. Αλλά ένα συμβάν Miyake θα προκαλούσε τόσα πολλά που τα ηλεκτρονικά συστήματα θα γίνονταν πιθανότατα άχρηστα ή ακόμη και θα κατέστρεφαν τα ευαίσθητα κυκλώματα.

«Σε κάτι που ελέγχει τα καύσιμα που μπαίνουν και βγαίνουν από έναν πυρηνικό σταθμό, ανησυχείς πραγματικά για αυτά τα πράγματα», λέει ο Owens. «Στον διαστημικό καιρό τείνουμε να μιλάμε για τα γεγονότα που συμβαίνουν μία φορά στα 100 χρόνια, αλλά η πυρηνική βιομηχανία συχνά ανησυχεί για τα γεγονότα που συμβαίνουν μία φορά στα 1.000 χρόνια, τα πραγματικά μεγάλα πράγματα».

Διαβασε ακομα

Διεθνής ομάδα ερευνητών μόλις έλυσε το μυστήριο του Γαλιλαίου

Οι εκρήξεις ηλιακών σωματιδίων θα μπορούσαν να προκαλέσουν χάος και στις αερομεταφορές, με αποτέλεσμα οι πτήσεις να εκτρέπονται μακριά από τους πόλους, όπου τα εισερχόμενα σωματίδια θα διοχετεύονταν από το μαγνητικό πεδίο της Γης, για να αποφευχθεί η έκθεση των επιβατών σε δυνητικά επιβλαβή επίπεδα ακτινοβολίας.

Δεδομένου όμως ότι τα σωματίδια αυτά ταξιδεύουν από τον Ήλιο στη Γη με ταχύτητα σχεδόν ίση με την ταχύτητα του φωτός, ένα ταξίδι μόλις οκτώ λεπτών, δεν θα υπήρχε πολύς χρόνος για προετοιμασία. «Έχεις την τάση να γνωρίζεις ότι ένα γεγονός βρίσκεται σε εξέλιξη περισσότερο από ό,τι μπορείς πραγματικά να τα προβλέψεις», λέει ο Owens.

Μετρώντας τις δυνάμεις του Ήλιου

Φυσικά, οι δακτύλιοι δέντρων μας δίνουν μόνο ένα στιγμιότυπο ενός ολόκληρου έτους κατά το οποίο συνέβη ένα γεγονός Miyake, οπότε δεν είναι ακόμη σαφές αν τα γεγονότα θα ήταν το αποτέλεσμα μιας μοναδικής καταστροφικής ηλιακής έκρηξης ή πολλαπλών περιόδων αυξημένης δραστηριότητας κατά τη διάρκεια ενός έτους.

«Δεν ξέρουμε αν αυτό ήταν ένα μοναδικό γεγονός σε μια μέρα, η υπόθεση της υπερκαταιγίδας, ή απλά συνέβη να υπάρχει ένας ασυνήθιστα μεγάλος αριθμός πολύ μεγάλων σωματιδιακών καταιγίδων εκείνο το έτος», λέει ο Owens. Κάθε μία από αυτές τις καταιγίδες, ωστόσο, θα εξακολουθούσε να είναι μεγάλη και δυνητικά επικίνδυνη.

Η περαιτέρω ανάλυση των δακτυλίων δέντρων και των πυρήνων πάγου για την αναζήτηση περισσότερων γεγονότων Miyake βρίσκεται σε εξέλιξη με την ελπίδα ότι θα δώσει περισσότερες απαντήσεις.

«Νομίζω ότι κρύβονται περισσότερα γεγονότα», λέει η Miyake. Εκτιμάται ότι έχει μελετηθεί το 95% των δεδομένων των δακτυλίων δέντρων των τελευταίων 5.000 ετών, 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.

Από εκεί και πέρα, υπάρχει ένα όριο δεδομένων περίπου 30.000 ετών σε διατηρημένα ξύλα, αν και αυτή η ανάλυση είναι δύσκολη. «Είναι δύσκολο να βρεις καλό υλικό από αυτή τη χρονική περίοδο», λέει ο Brehm.

Διαβασε ακομα

Προειδοποίηση για ισχυρή μαγνητική καταιγίδα, τι πρέπει να προσέξεις

Παρόλα αυτά, το κυνήγι για περισσότερα γεγονότα Miyake συνεχίζεται. Τον Ιούνιο, ο Bard επέστρεψε στις γαλλικές Άλπεις για να συλλέξει δείγματα από πιο εκτεθειμένα απολιθωμένα δέντρα. Τώρα, με τα δείγματα μαζί του, θα ξεκινήσει «την κουραστική δουλειά» της μελέτης των δακτυλίων των δέντρων, όπως λέει, για αρκετούς μήνες. Ίσως, μια μέρα, να βρεθεί ένα ακόμη μεγαλύτερο γεγονός από εκείνο πριν από 14.300 χρόνια.

Και φυσικά υπάρχει ακόμα η πιθανότητα να ξανασυμβεί. Ελπίζουμε να είμαστε έτοιμοι γι’ αυτό.

Με πληροφορίες από BBC