Quest’anno l’aurora boreale si è manifestata a latitudini più basse del solito e le foto delle sue sfumature colorate hanno riempito i social media. Ora, immaginiamo un’aurora centinaia di volte più luminosa, solo che nessuno sarebbe in grado di scattarne una foto, poiché l’assalto di particelle provenienti dal Sole distruggerebbe all’istante gli smartphone.
Tempeste solari così estreme sono rare: oggi sappiamo che solo 6 hanno lasciato le loro tracce sulla Terra negli ultimi 14.500 anni.
Un team di ricerca guidato da Irina Panyushkina del Laboratorio per la ricerca sugli anelli degli alberi dell’Università dell’Arizona e da Timothy Jull del Dipartimento di geoscienze dell’Università dell’Arizona ha ora individuato l’ultima volta che si è verificata un’esplosione di radiazioni cosmiche così potente che se si verificasse oggi, causerebbe il caos alle reti elettriche, ai satelliti e alle reti di comunicazione in tutto il mondo.
Il team ha pubblicato i suoi risultati sulla rivista Communications Earth & Environment .
Analizzando gli anelli degli alberi per rilevare la presenza di carbonio-14, una variante radioattiva del carbonio presente in natura, il team ha scoperto un picco risalente all’anno 664 a.C., individuando con precisione l’unico evento di tempesta solare estrema la cui tempistica era sfuggita a lungo ai ricercatori.
Panyushkina, autrice principale dello studio e professoressa associata di dendrocronologia presso il Laboratorio per la ricerca sugli anelli degli alberi, ha affermato che determinare il momento preciso di un’enorme eruzione solare fornisce dati importanti per gli scienziati che studiano e sviluppano modelli dell’attività solare.
Il carbonio-14 si forma continuamente nell’atmosfera a causa delle radiazioni cosmiche e reagisce con l’ossigeno per formare anidride carbonica.
“Dopo alcuni mesi dalla formazione, il carbonio-14 avrà viaggiato dalla stratosfera alla bassa atmosfera, dove verrà assorbito dagli alberi e diventerà parte del legno man mano che crescono”, ha affermato Panyushkina.
Solo nel 2012 si è scoperto che esistevano tempeste solari estreme, note come eventi Miyake. Quell’anno, Fusa Miyake, un fisico giapponese e collaboratore del team di Panyushkina, ha pubblicato un articolo che riportava la firma rivelatrice delle tempeste: picchi di isotopi di carbonio radioattivi negli anelli di crescita degli alberi.
Gli eventi Miyake si verificano quando il campo elettromagnetico del Sole si indebolisce, consentendo al plasma della superficie solare di fuoriuscire nello Spazio. Con l’aumento dell’attività solare, i protoni bombardano l’atmosfera terrestre e innescano reazioni chimiche che portano a un picco di isotopi radioattivi.
“Grazie al radiocarbonio negli anelli degli alberi, ora sappiamo che sei eventi Miyake si sono verificati negli ultimi 14.500 anni”, ha detto Panyushkina. “Se si verificassero oggi, avrebbero effetti catastrofici sulla tecnologia delle comunicazioni”.
Panyushkina e il suo team hanno utilizzato bisturi chirurgici per sezionare singoli anelli di alberi da campioni di legno antico, tra cui campioni di alberi morti sepolti nelle rive dei fiumi e legname scavato durante gli scavi archeologici. I ricercatori hanno poi bruciato la cellulosa, il componente principale del legno, per determinare il contenuto di radiocarbonio.
Per stabilire se le tempeste solari hanno causato i picchi di radiocarbonio, i ricercatori hanno confrontato i dati degli anelli degli alberi con i picchi che altri ricercatori hanno trovato in un diverso isotopo, il berillio-10, bloccato in carote di ghiaccio prelevate da ghiacciai e calotte glaciali. Proprio come il carbonio-14, il berillio-10 si forma nell’atmosfera a causa di un assalto di particelle dal sole. Pioggia e neve catturano l’isotopo e lo bloccano nelle calotte glaciali in modo simile a come gli alberi assorbono il carbonio-14.
“Se le carote di ghiaccio del Polo Nord e del Polo Sud mostrano un picco nell’isotopo berillio-10 per un anno particolare, corrispondente all’aumento del radiocarbonio negli anelli degli alberi, sappiamo che c’è stata una tempesta solare”, ha affermato Panyushkina.
Sebbene gli anelli degli alberi possano fungere da “archivi” che registrano gli eventi di Miyake, finora i ricercatori non sono riusciti a trovare prove di uno schema negli eventi, ha affermato Panyushkina.
“Gli anelli degli alberi ci danno un’idea della portata di queste enormi tempeste, ma non possiamo rilevare alcun tipo di schema, quindi è improbabile che non saremo mai in grado di prevedere quando accadrà un evento del genere”, ha affermato. “Tuttavia, crediamo che il nostro lavoro trasformerà il modo in cui cerchiamo e comprendiamo il segnale di picco del carbonio-14 degli eventi estremi dei protoni solari negli anelli degli alberi”.
“L’energia di questo tipo di evento non solo modifica il contenuto di radiocarbonio dell’atmosfera, ma anche la chimica dell’atmosfera”, ha aggiunto. “Stiamo cercando di capire come questi eventi di breve durata e potenti influenzino il sistema Terra nel suo complesso”.
