Анализ концентрации углерода-14 в годичных кольцах деревьев с высокой точностью позволил воссоздать картину солнечной активности, начиная с 969 года нашей эры.
Солнечные пятна — области фотосферы звезды, характеризующиеся пониженной температурой и сниженной яркостью, возникают в местах, где на поверхность выходят очень сильные магнитные поля. Количество, размеры и изменения этих образований являются важными индикаторами солнечной активности, а также фаз 11-летнего цикла, включающих периоды минимумов и максимумов. Информация о солнечных пятнах была доступна ещё жителям древних цивилизаций, но систематические наблюдения за ними начались несколько веков назад, после создания телескопа.
Благодаря этим исследованиям стало возможным выявить 11-летние и более протяженные циклы солнечной активности и установить связь между ними и изменениями погоды и климата на Земле. Тем не менее, достоверные сведения о солнечной активности в отдалённые исторические периоды оставались недостаточными, поэтому исследователям приходилось использовать даже необычные источники, такие как вавилонские глиняные таблички.
Заполнить этот пробел отчасти удалось международной группе физиков под руководством Николаса Брема (Nicolas Brehm) из Высшей технической школы Цюриха, Швейцария. Они восстановили данные о солнечной активности за последние 969 лет, анализируя распределение нестабильных изотопов углерода-14 в годовых кольцах старых деревьев. Результаты исследования ученые описывают в статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience.
Действительно, древесина многих растений, произрастающих в умеренных и полярных широтах, характеризуется отчетливо выраженными годовыми кольцами. Анализируя эти кольца различных деревьев – как живых, так и давно отмерших, – можно получить данные о кольцах, сформировавшихся сотни лет назад. Эта древесина содержит углерод, который растение извлекло из атмосферы в форме углекислого газа. В ее составе присутствуют незначительные количества радиоактивных изотопов, концентрация которых связана с уровнем солнечной активности. Эти изотопы из атмосферы поглощаются и фиксируются в древесине. Ученые провели измерения их содержания в годовых кольцах, относящихся к периоду с 969 по 1933 год, с использованием масс-спектрометра.
Проведенное исследование предоставило доказательства 11-летнего цикла солнечной активности, наблюдаемого на протяжении тысячелетия. Также аномальный пик, зафиксированный в 993 году, указывает на то, что в этот период на Солнце наблюдался чрезвычайно сильный протонный шторм. Следы подобных штормов были обнаружены в кольцах, относящихся к 1052 и 1279 годам. Вероятно, такие явления случаются гораздо чаще, чем считалось ранее. Это вызывает опасения, поскольку подобные выбросы энергии могут представлять серьезную угрозу для современной электротехники и электроники.