Gli anelli degli alberi raccontano di una tempesta cosmica che colpisce la Terra ogni 1000 anni

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La Terra subisce periodicamente un bombardamento di radiazioni cosmiche e ce lo raccontano gli anelli degli alberi.

Come è possibile? Quando le radiazioni cosmiche colpiscono l’atmosfera terrestre, alterano ogni atomo di azoto contro cui sbattono per produrre una forma di carbonio, il carbonio-14, che a sua volta viene assorbito dalle piante. Collegare i picchi di questo isotopo di carbonio con gli anelli di crescita negli alberi può darci una registrazione affidabile delle tempeste di radiazioni cosmiche avvenute migliaia di anni fa.

Queste registrazioni ci mostrano che il più colossale di questi eventi, noto come evento Miyake (dal nome dello scienziato che lo ha scoperto), che si verifica circa una volta ogni mille anni. Tuttavia, non sappiamo cosa lo causi e una nuova ricerca suggerisce che la nostra teoria principale, che accusa giganteschi brillamenti solari periodici, potrebbe essere fuori strada.

Senza un modo semplice per prevedere questi eventi potenzialmente devastanti, ci resta un problema serio.

Dobbiamo saperne di più, perché se uno di questi si verificasse oggi, distruggerebbe la tecnologia inclusi satelliti, cavi Internet, linee elettriche a lunga distanza e trasformatori“, afferma l’astrofisico Benjamin Pope dell’Università del Queensland in Australia.

L’effetto sull’infrastruttura globale sarebbe inimmaginabile“.

La storia degli incontri della Terra con le tempeste di radiazioni cosmiche è lì da decifrare se sai come guardare. L’indizio principale è un isotopo radioattivo del carbonio chiamato carbonio-14, spesso indicato come radiocarbonio. Rispetto ad altri isotopi naturali del carbonio sulla Terra, il radiocarbonio è relativamente scarso. Si forma solo nell’alta atmosfera, quando i raggi cosmici si scontrano con gli atomi di azoto, innescando una reazione nucleare che crea radiocarbonio.

Poiché i raggi cosmici si scontrano costantemente con la nostra atmosfera, abbiamo una scorta costante ma molto piccola della materia che piove sulla superficie. Alcuni di questi atomi vengono catturati dagli anelli degli alberi. Poiché gli alberi aggiungono un nuovo anello di crescita ogni anno, la deposizione di radiocarbonio può essere fatta risalire indietro nel tempo, fornendo una registrazione dell’attività delle radiazioni per decine di millenni.

Un grande picco di radiocarbonio trovato negli alberi di tutto il mondo significa un aumento delle radiazioni cosmiche. Ci sono diversi meccanismi che possono causare questo, e le eruzioni solari sono i maggiori. Ma ci sono altre possibili fonti di tempeste di radiazioni che non sono state definitivamente escluse. Né i brillamenti solari sono stati definitivamente esclusi.

Poiché l’interpretazione dei dati degli anelli degli alberi richiede una comprensione completa del ciclo globale del carbonio, un team di ricercatori guidato dal matematico Qingyuan Zhang dell’Università del Queensland ha iniziato a ricostruire il ciclo globale del carbonio, sulla base di ogni frammento di dati sul radiocarbonio degli anelli degli alberi che potevano ottenere.

Quando le radiazioni colpiscono l’atmosfera, producono carbonio radioattivo-14, che filtra attraverso l’aria, gli oceani, le piante e gli animali e produce un record annuale di radiazioni negli anelli degli alberi“, spiega Zhang .

Abbiamo modellato il ciclo globale del carbonio per ricostruire il processo in un periodo di 10.000 anni, per ottenere informazioni sulla portata e sulla natura degli eventi di tipo Miyake“.

I risultati di questa modellazione hanno fornito al team un quadro estremamente dettagliato di una serie di eventi di radiazione, sufficiente per concludere che i tempi e il profilo non sono coerenti con i brillamenti solari. I picchi di radiocarbonio non sono correlati all’attività delle macchie solari, che è essa stessa collegata all’attività dei brillamenti. Alcuni picchi sono persistiti per più anni.

Inoltre, hanno trovato incoerenza nei profili del radiocarbonio tra le regioni per lo stesso evento. Per un evento importante, registrato nel 774 d.C., alcuni alberi in alcune parti del mondo hanno mostrato aumenti bruschi e improvvisi del radiocarbonio per un anno, mentre altri hanno mostrato un picco più lento in due o tre anni.

Piuttosto che una singola esplosione o un bagliore istantaneo, sembra che stiamo guardando una sorta di ‘tempesta’ o esplosione astrofisica“, spiega Zhang.

I ricercatori non sanno, a questo punto, cosa potrebbe causare un tipo di evento simile ma ci sono un certo numero di candidati. Una possibilità potrebbero essere esplosioni di supernova. È possibile che una supernova abbia avuto luogo nel 774 d.C. e gli scienziati hanno stabilito collegamenti tra picchi di radiocarbonio e altri possibili eventi causati da esplosioni di supernova, ma registriamo supernove senza picchi di radiocarbonio e picchi senza supernovae collegate.

Altre potenziali cause includono i superflare solari, ma è improbabile che un bagliore abbastanza potente da produrre il picco di radiocarbonio del 774 d.C. sia eruttato dal nostro Sole. Forse c’è qualche attività solare precedentemente non registrata. Ma il fatto è che non esiste una spiegazione semplice che chiarisca cosa causa gli eventi di Miyake.

E questa, secondo i ricercatori, è una preoccupazione. Il mondo umano è cambiato radicalmente dal 774 d.C.; un evento Miyake ora potrebbe causare quella che gli scienziati chiamano “apocalisse di Internet” poiché le infrastrutture verrebbero danneggiate, ci sarebbe pericolo per gli aerei e persino per lo strato di ozono.

Sulla base dei dati disponibili, c’è circa l’uno per cento di possibilità di vederne un altro entro il prossimo decennio“, “ma non sappiamo come prevederlo o quali danni potrebbe causare. Queste probabilità sono piuttosto allarmanti e gettano le basi per ulteriori ricerche“.

La ricerca è stata pubblicata in Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical, and Engineering Sciences.

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