科学者によると、謎の宇​​宙嵐が木の年輪に痕跡を残したという

科学者によると、謎の宇​​宙嵐が木の年輪に痕跡を残したという

地球の歴史的な放射線レベルの6回の急上昇に関する新たな分析は、これらの現象がこれまで考えられていたような典型的な太陽フレアによるものではない可能性があることを示している。

研究チームは、数千年にわたる樹木の年輪の放射性炭素濃度に記録された膨大なデータを解析し、これらの現象が何らかの未知の宇宙嵐に起因する可能性を示唆しました。研究チームはProceedings of the Royal Society Aに掲載されています。

原因が何であれ、地球の放射線レベルの急激な上昇は、宇宙における極端な活動によるものです。この現象は、1200年前の樹木の年輪で検出された、この種の現象に関する最初の研究の筆頭著者にちなんで、「ミヤケ現象」と呼ばれています。放射線の急上昇は、炭素、ベリリウム、塩素の同位体中に現れ、最終的には氷床や年輪年代学の記録に閉じ込められます。

「これらは極端な太陽フレアであるという説が最も有力です」と、オーストラリアのクイーンズランド大学の物理学者で、この研究の共著者であるベンジャミン・ポープ氏はギズモードへのメールで述べた。ポープ氏によると、最近の研究チームは、自ら開発した新しいオープンソースソフトウェアを用いて、これらの嵐に関する既存の公開データをすべて分析したという。

ポープ氏は、これらの現象はおそらく太陽フレアであるが、「これらの現象は11年の太陽周期の特定の段階で発生するとは思われず、また、それらのいくつかは、太陽フレアであるとすれば想定されるよりも暫定的に長くかかるように見える」と述べた。

太陽フレアは太陽コロナの爆発的な活動で、コロナ質量放出(CME)とも呼ばれます。大規模なフレアは、地球上および宇宙空間における電子機器に大きな損害を与える可能性があります。最大のフレア(ミヤケ現象候補)は、太陽粒子現象または太陽陽子現象(SPE)とも呼ばれます。

木の年輪と炎の合成画像。
木の年輪と炎の合成画像。画像:クイーンズランド大学

ミヤケ現象は世界中の樹木の年輪で観測されています。樹木は年を重ねるにつれて、幹に同心円状の輪を形成します。これらの年輪は、樹齢、成長速度、そして(今回の研究で明らかになったように)地球の大気中の炭素14の量(地球の生物圏に吸収される量)を決定するために用いられます。

樹木の年輪データは毎年確実に作成されるため、難破船を特定したり、干ばつ、洪水、火山噴火、宇宙ミヤケ現象などの出来事の日付を驚くほど正確に特定したりすることが可能になります。

これまでに、樹木年輪データから6つのミヤケ現象が確実に特定されています。それらは、紀元前7176年、紀元前5410年、紀元前5259年、紀元前660年、紀元後774年(最初に特定された現象)、そして紀元後993年に発生しました。さらに、やや規模の小さい他の現象も特定されており、また、発生が主張されているものの、世界的に再現されていない現象もいくつかあります。

最近のチームは、三宅島の現象が太陽黒点(太陽コロナ上の暗く、非常に磁気の強い領域)とは相関関係がないことを発見した。

「私たちが目にしているのは、瞬間的な単一の爆発やフレアではなく、一種の天体物理学的な『嵐』あるいは突発現象なのかもしれない」と、クイーンズランド大学の物理学者でこの研究の筆頭著者であるチンユアン・チャン氏は大学の発表で述べた。

ポープ氏は、これらの現象は、時間の経過とともに広がる複数の太陽フレアである可能性があると述べた。地球上で対処するのは面倒だが、大規模な太陽嵐のような被害は及ぼさないだろう。

現代において三宅現象は(まだ)発生していないものの、強烈な太陽フレアは、それがどのように現れるかを垣間見せてくれます。1859年、リチャード・キャリントンというイギリスの天文学者が、太陽を横切る豆粒のような明るい光の塊を2つ観測しました。

キャリントンによる太陽黒点のスケッチ。明るいフレアは A と B でマークされています。
キャリントンによる太陽黒点のスケッチ。明るいフレアはAとBでマークされている。イラスト:ウィキメディア・コモンズ

北半球全域で、空はまるで太陽が昇りかけているかのように明るくなりましたが、北米ではまだ早朝でした。その後まもなく、強力な磁気嵐が地球を襲い、電信機に火花が散り、電気火災が発生しました。

キャリントン・イベントから163年が経ちましたが、科学者たちはいつまた「キャリントン・イベント」が起こる可能性があると考えています。世界中で電子機器が普及していることを考えると、そのようなイベントは1859年よりもはるかに大きな被害をもたらすでしょう。

1967年と1972年には、強力な磁気嵐によって弾道ミサイルシステムがオフラインになり、磁気機雷の起爆まで引き起こされた。これは現代の三宅島現象が引き起こす可能性のある問題に対する警告であった。

2012年、NASAが「キャリントン級」と表現したCMEが地球をかすめた。米国科学アカデミーの報告書によると、このような現象は最大2兆ドルの損害をもたらす可能性があるという。

「もし西暦774年の三宅島沖地震が本当にスーパー・キャリントン太陽フレアだったとしたら、おそらく(キャリントン・イベントの)80倍くらいの規模だったでしょう」とポープ氏は述べた。「私たちが話しているのは、あの災害のかなり大規模なバージョン、つまり地球の大部分で電気とインターネットが遮断されるような事態です。」

ポープ氏は、より多くの樹木年輪データがチームのモデル改善に役立つと述べた。湿原に閉じ込められたタスマニアのヒューオンやニュージーランドのカウリ材、そして日本のスギ、カリフォルニアのイガゴヨウ、シベリアのカラマツの年輪を分析できれば、地球の地磁気の過去を紐解くのに役立つだろう。同じ物語を語るものの、異なる同位体(炭素ではなく塩素とベリリウム)でしか語らない氷床コアと併せて分析することで、科学者はイベントの時期やイベントに関与する粒子をより正確に特定できるようになるだろう。

宇宙嵐についてより深く知れば知るほど、より正確に予測できるようになるかもしれません。しかし、もしこの記事を読んでいてコンピューターがパチパチと音を立てているなら、この記事は簡潔にまとめるべきだったかもしれません。

続き:グリーンランドの氷に2700年前の巨大な太陽嵐の痕跡が発見される

Tagged: