Годовые кольца сохраняют следы быстрых пиков радиоуглерода в атмосфере Земли. Обычно это приписывается необычайно сильным вспышкам на Солнце. Однако новый анализ показывает, что все не так просто и что наше светило вряд ли связано с этими событиями. Причиной может быть близкая сверхновая звезда.
Углекислый газ, присутствующий в атмосфере Земли, всегда содержит небольшое количество радиоуглерода 14. Оттуда он попадает в живые организмы и содержится в той же концентрации, что и в воздухе.
Определенные события могут изменить содержание углерода 14 в атмосфере, а поскольку эти изменения фиксируются в годовых кольцах древесины, остатки давно погибших стволов можно использовать в качестве инструмента датировки природных явлений и археологических находок.
Например, событие Мияке (кратковременное и резкое увеличение концентрации углерода 14 в атмосфере) может помочь определить дату, когда дерево было срублено. Самое мощное — 774 года, но можно насчитать до шести событий: 993, 660, 5259, 5410 и 7176. За этот период растения на Земле накопили в несколько раз больше обычного количества радиоуглерода.
Причина всплеска
Точная причина этого всплеска пока неизвестна. Некоторые ученые считают, что он был вызван относительно близким взрывом сверхновой или гамма-всплеском. Преобладает гипотеза, что феномен Мияке стал результатом необычно высокой солнечной активности и мощных вспышек.
В частности, отмечается, что необычно сильная аврора была зафиксирована в летописи 774 года. Однако в новой работе ученых из Университета Квинсленда (Австралия) опровергается связь между событием Мияке и Солнцем; работа Бенджамина Поупа и коллег опубликована в журнале Proceedings of the Royal Society A.
Авторы систематически занимались этой проблемой, полагая, что правильная интерпретация годовых колец требует точного понимания глобального углеродного цикла, который напрямую влияет на накопление радиоизотопов. Ученые опираются на блочные модели этого цикла.
Движение углерода
Они рассматривают движение углерода между несколькими «резервуарами», включая атмосферу и биосферу. Поуп и его коллеги собрали компьютерную программу для расчета углеродного цикла в рамках блочной модели и провели расчеты за последние 10 000 лет. Они нарисовали более подробную картину события Мияке и показали, что оно не соответствует данным о солнечном цикле.
Они также обнаружили, что деревья в разных регионах земного шара имеют разные профили накопления углерода. У одних наблюдался резкий пик накопления углерода 14 в один и тот же 774-летний период, а у других — плавный, охватывающий несколько лет. В отношении события Мияке ученым трудно предложить альтернативное объяснение гипотезе о солнечной активности.
С одной стороны, есть доказательства существования сверхновых для события 774 года и нескольких других. С другой стороны, есть события, которые, похоже, не связаны со взрывами сверхновых. Возможно, природа пика накопления углерода-14 сложнее, чем считалось ранее.