Septembra 1859. godine, iste godine kada je Darvin objavio „O poreklu vrsta“, telegrafski sistemi širom Evrope i Severne Amerike prestali su da rade i počeli su da varniče, što je u nekim slučajevima dovelo do požara.
Samo nekoliko sati pre toga, istraživači su primetili prvu ikada potvrđenu sunčevu baklju — intenzivan nalet zračenja koje emituje Sunce. Bilo je to upozorenje da će nešto veliko da pogodi našu planetu. Većina severnog i južnog neba obasjala je sjajna aurora (severno i južno svetlo) što je signaliziralo da je u toku velika solarna oluja.
Ova oluja, kasnije nazvana Karingtonov događaj, bila je jedna od najjačih u dokumentovanoj istoriji. Međutim, u nedavnom članku u časopisu Priroda, pokazali smo da su u ne tako davnoj prošlosti Zemlju pogodile mnogo ekstremnije solarne oluje. Dokazi o ovim olujama su došli, posebno, iz analize nivoa radioaktivnog ugljenika – poznatog kao radiougljenik ili ugljenik-14 – u prstenovima drveća.
Solarne oluje izazivaju poremećaje u Zemljinom magnetnom štitu ili magnetosferi. Jedan od čestih načina na koji nastaju je izbacivanje koronalne mase — izlivanje naelektrisanih čestica sa Sunca — koje se probijaju do Zemlje i prodiru u magnetosferu. Ekstremne solarne oluje mogle bi predstavljati katastrofu za naše visoko tehnološko društvo jer imaju potencijal da oštete satelite i sruše komunikacione mreže i globalne električne mreže.
Snaga nekih prošlih ekstremnih solarnih oluja otkrivenih u prstenovima drveća sugeriše da bi napravile pustoš sa našom tehnološkom infrastrukturom u razmerama koje nikada ranije nisu viđene. Jedna ekstremna solarna oluja za koju se zna da se dogodila 774. godine, na primer, umanjila bi Karingtonov događaj.
Radiokarbon, ili datiranje ugljenikom, decenijama se široko koristi za starenje predmeta koji su nekada bili živi, kao što su kost, drvo i koža. Kada biljke i životinje umru, radiokarbon u njima se raspada predvidljivom brzinom. Dakle, merenjem koliko je radio-ugljenika ostalo u objektu kao što je kost, naučnici mogu proceniti koliko je davno organizam umro.
Međutim, u poslednjoj deceniji, naučnici su otkrili da ekstremne solarne oluje mogu uticati na količinu radio-ugljenika koji se apsorbuje u žive organizme kao što je drveće. Ovo pruža istraživačima mogućnost da traže ekstremne solarne događaje koji nisu zabeleženi u istorijskim knjigama i da ih precizno datiraju.
Količina radiokarbona u atmosferi varira tokom vremena, zbog čega radiokarbonsko datiranje može dati pogrešnu starost. Zbog toga su tokom godina uloženi veliki napori da se „kalibrira“ radio-karbonski zapis kako bi bio precizniji. To znači da ga povežete sa drugim materijalom poznate starosti. To mogu biti drveće koje se može datirati kroz prstenove rasta, ili stalagmiti i korali koji su datirani drugim metodama.
Kada se kombinuje sa naukom o određivanju starosti na osnovu prstenova drveća (dendrohronologija), radiokarbonski potpis ekstremne solarne oluje može da pruži referentnu tačku za tačnu godinu. Ovo bi moglo pomoći da radiokarbonsko datiranje bude još preciznije.
Pregledom dostupnih dokaza za ove ekstremne solarne oluje, sada možemo pokušati da shvatimo koliko često se ti događaji dešavaju. Dokazi nam govore mnogo stvari o globalnom ciklusu ugljenika, cirkulaciji okeana i atmosfere (kako se toplota redistribuira preko površine Zemlje) i funkcionisanju Sunca.
Godine 2012, tim koji je predvodio Fusa Mijake, sa Univerziteta Nagoja u Japanu, otkrio je da ekstremne solarne oluje mogu da izazovu nagle promene u koncentraciji radio-ugljenika u prstenovima drveća. Pre toga, nije se smatralo da se stope proizvodnje radiougljenika značajno razlikuju u kratkim vremenskim periodima, pa je malo verovatno da će godišnja merenja prethodnog radiokarbona biti od posebnog interesa.
Identifikovali su ogroman porast proizvodnje radiokarbona u atmosferi povezan sa ekstremnom olujom AD774. Od tada je potvrđeno da su se drugi ekstremni događaji dogodili 993., 660. pre nove ere, 5259. pre nove ere i 7176. pre nove ere. Najekstremnija solarna oluja koju smo otkrili u radio-karbonskom zapisu dogodila se pre oko 14.370 godina, pred kraj poslednjeg ledenog doba.
Još ne znamo da li su ovi događaji jednostavno veće verzije redovnih solarnih oluja – takozvanih događaja „Crnog labuda“ – ili su uzrokovani različitim fizičkim fenomenima. Kako su ekstremnije solarne oluje identifikovane na osnovu radio-karbonskog zapisa, one će doprineti našem znanju o fizičkim procesima koji se dešavaju u našoj matičnoj zvezdi.
Jedna od najvećih pretnji velike solarne oluje je njen potencijal da trenutno ubije celu satelitsku flotu (osim onih satelita na malim visinama koji su trajno zaštićeni geomagnetnim poljem), kao i da sruši električne mreže. Biti u stanju da predvidi ove događaje i unapred upozori operatere mreže je od vitalnog značaja.
U narednim godinama, radiokarbonski zapis bi mogao otkriti ekstremnije solarne oluje. Naučna zajednica se utrkuje da analizira stara stabla iz različitih regiona sveta sa ciljem da ojača postojeće dokaze i otkrije nove ekstremne solarne oluje iz prošlosti.
Poboljšanje našeg razumevanja ovih ekstremnih događaja nije važno samo za precizno radiokarbonsko datiranje, već i za razumevanje procesa koji se dešavaju na Suncu i na našoj planeti. Takođe nam može pomoći da se pripremimo za sledeću ekstremnu solarnu oluju. Još ne možemo da prognoziramo kada će se to dogoditi, ali novi uvidi u prošlost nam govore da će do toga doći pre ili kasnije.
