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吉林大学:杨学祥,杨冬红
关键提示
最强太阳风暴导致全球变暖
光明日报北京2014年6月5日电(记者齐芳)日本科学家发现公元774~775年地球碳14含量发生了显著增长,其时正是中国唐朝时期。由中科院国家空间中心特聘研究员周大庄领衔的团队确定,强太阳粒子事件,也就是俗称的“太阳风暴”是引起当时碳14含量显著增长的主要原因。
如果这一结论正确,那么这将是已知的最强的太阳粒子事件——其质子通量大约45倍于1956年2月23日太阳粒子事件,也是1859年卡灵顿太阳粒子事件的2倍。
公元774年,来自太阳的高能光和极大加速的亚原子粒子的混合体撞击了地球,它改变了地球的大气化学性质,在数个世纪后都可以测量到。
公元774年,一股来自太空的强大物质和能量波冲击了地球。
一万年来,这个星球上从未有过这样的遭遇。高能光和加速巨大的亚原子粒子的混合物,当这能量波冲击地球时,它改变了我们的大气层化学组成结构,几个世纪后仍然能测量出来。
根据树木年轮中放射性碳-14的浓度检测,科学家们发现公元774到775年之间(从大约公元600年到公元1000年的隋唐时期是第三个温暖期),可能出现了过去11000年间最强烈的一次太阳耀斑爆发,是正常太阳活动水平的20倍。而公元993年到994年之间太阳风暴又卷土重来,只是这次没有公元774/775年狂暴(从大约公元600年到公元1000年的隋唐时期是第三个温暖期)。
根据公元前660年(从大约公元前770年到公元初的秦汉时期是第二个温暖期)、公元774/775年(从大约公元600年到公元1000年的隋唐时期是第三个温暖期)这两次超强太阳风暴的发生,我们是不是可以猜测大约1000年就可能爆发一次呢?如果真是如此的话,那么下一次可能已经逾期了,或许我们真的应该做一些准备了。
我们的研究表明,这两次最强的太阳风暴是地球气候变暖的重要原因,处于太阳黑子延长极大期((唐)大中极大期);而在15-17世纪太阳黑子延长极小期,地球进入小冰期,没有最强超级太阳风暴发生。
中国气候变化的周期大约平均为1000年,如果最强超级太阳风暴1000年就爆发一次,那么下一次可能已经逾期了,或许我们真的应该做一些准备了。
中国近五千年来气候变迁
事实上,5000年的中国文明历史表明,气候变化最突出和最显著的变化莫过于小冰期和温暖期的交替发生。
著名气象学家竺可桢先生于1972在《考古学报》上发表《中国近五千年来气候变迁的初步研究》一文,他利用出土文物和长时期的历史记载,对我国近5000年来的气候变迁进行讨论,并绘制出“近5000年来中国气温变迁图”。根据竺可桢的研究,近5000年的气候可以分为四个温暖期和四个寒冷期,变化周期平均为1250年:
图1 1万年来挪威雪线高度(实线)和近5000年中国气温(虚线)(竺可桢,1979)
从大约公元前3000年到公元前1100年为第一个温暖期,竺可桢推测这一时期“比现在年平均温度高2℃左右,正月份的温度高3 5℃。”(此处的“现在”,指1950年前后的数据,下同。2000年的平均气温比1950年约高0.5℃。)当时竹类植物分布在黄河流域。在这一温暖期,我国各地的新石器文化蓬勃发展起来。
从大约公元前1100年到公元前850前的西周前期是第一个短暂的寒冷期。
从大约公元前770年到公元初的秦汉时期是第二个温暖期,这一时期的年平均气温大约比现在要高2℃,这一时期我国的文化十分繁荣。
从大约公元初到公元600年的南北朝时期,进入第二个寒冷期,在这一寒冷期,北方游牧民族不断南下,汉族政权不得不偏安于江南。
从大约公元600年到公元1000年的隋唐时期是第三个温暖期,此时长安(现在的西安)的冬天无冰无雪,而且还种有柑桔。汉民族在这个温暖期又一次达到了强盛的高峰。
从大约公元1000年到公元1200年的两宋时期,进入第三个寒冷期,这一时期年平均温度比现在约低2℃。
经过公元1200年到公元1300年短暂的第四个温暖期后,从公元1400年到现在,中国的气候又进入了一个较长的寒冷期。在最后一个寒冷期,从事农业的汉民族的发展走下坡路,而北方游牧民族不断南下。
http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-534189.html
图2 中国历史气候(近8000年来一部分)
图3 1700年中国温度波动趋势图
http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1206488.html
太阳黑子延长极小期和瘟疫大流行资料汇编
杨学祥,杨冬红
表1 太阳黑子延长极小期、坏天时代、瘟疫、强潮汐和低温期的对应关系
极小期 | 时间(年) 坏天时代 潮汐极大年时间 瘟疫 全球气温 |
欧特 | 1040-1080 1010-1110 1062 ----- 低温 |
沃尔夫 | 1280-1350 1165-1360 1264 1347-1351黑死病 小冰期 |
史玻勒 | 1450-1550 1420-1525 1425 1519-1526美洲瘟疫 小冰期 |
蒙德
| 1640-1720 1600-1725 1629 1629-1631米兰大瘟疫 1665-1666伦敦大瘟疫 1720-1722马赛大瘟疫 小冰期 |
道尔顿 | 1790-1830 1790-1915 1770 1918-1920西班牙流感 小冰期 |
21世纪 | 2007-?? 1997-?? 1974 2019新冠病毒 次小冰期 |
图1 400年太阳黑子观测:太阳黑子超长极小期和极大期
https://www.zhihu.com/question/32111558/answer/54892864
太阳黑子有约200年的变化周期,通常称之为延长极小期。从公元850年起,我们可以确定的太阳黑子延长极小期就有六次之多(以前查到四个,刚刚又查到一个,与潮汐高潮的一一对应令人激动),它们分别是:
太阳黑子超长极小期
奥特极小期(Oort minimum)(1010-1080)
麦蒂威密讷极小期(Medieval Minor Minimum)(1150-1200)
沃尔夫极小期 (Wolf Minimum) (1270-1350)
斯玻勒极小期 (Sprer Minimum)(1430–1520)
蒙德极小期 (Maunder Minimum)(1620-1710)
道尔顿极小期(Dalton Minimum)(1787–1843)
道尔顿次极小期(Dalton Minimum2)(1875–1940)
21世纪极小期 (21th Century Minimum )(2007-20??)
太阳活动周期
早在1843年天文爱好者施瓦布就发现了太阳黑子的变化有十年的重复性。在1852年发现了黑字数连续两次极大的时间间隔从7.3年到17.1年,平均周期长度为11.1年。1908年美国天文学家海耳发现了太阳黑子具有磁性,太阳活动磁周期为22年。太阳活动的长周期有61、80、190、257、430、800年周期【1,2】。
表1 近5000年来太阳活动异常时期与瘟疫对比(据张元东,李维宝,1989;杨学祥,杨冬红,2021)
编号 | 名称 | 可能的时间范围 | 瘟疫 |
补充 | 21世纪极小 | 公元2007~2070 | 新冠病毒 2019-2021 |
1 | 现代极大 | 公元1940~2000 | |
订正 | 道尔顿次极小
道尔顿极小 | 公元1875~1940
公元1790~1830 | 西班牙流感 (1918-1920) 俄国斑疹伤寒 (1917) 第三次鼠疫大流行 (1894-1940) 太平天国大瘟疫 (1855-1870s) 霍乱横行的19世纪 (1817-1917) 莫斯科黑死病 (1771年) |
2 | 蒙德尔极小 | 公元1645~1715 | 马赛大瘟疫 (1720 – 1722) 伦敦大瘟疫 (1665-1666) 明末的瘟疫 (1633-1648) 米兰大瘟疫 (1629–1631) |
3 | 斯波勒极小 | 公元1460~1550 | 美洲瘟疫 (16世纪) 黑死病 (1347 – 1351) |
4 | 中世纪极大 | 公元1120~1280 | |
5 | 中世纪极小 | 公元640~710 | 东汉末年的大瘟疫 (公元196-226年) 古罗马“安东尼瘟疫” (公元164-180年) 查士丁尼瘟疫 (541-580) |
6 | 罗马极大 | 公元前20~公元80 | |
7 | 希腊极小 | 公元前440~360 | 雅典鼠疫(公元前430–前427) |
8 | 荷马极小 | 公元前820~640 | |
9 | 埃及极小 | 公元前1420~1260 | |
10 | 石柱极大 | 公元前1870~1760 | |
11 | 金字塔极大 | 公元前2370~2060 | |
12 | 苏马极大 | 公元前2720~2610 |
表2 太阳活动的长周期极大和极小年代(丁有济 等人,1982)
极大期名称 | 峰年 | 周期长度 | 极小期名称 | 谷年 | 周期长度 |
(晋)永和极大期 | 350 | (魏)始光极小期 | 425 | ||
(魏)景明极大期 | 500 | 150 | 中世纪极小期 | 680 | 255 |
(唐)大中极大期 | 850 | 350 | (宋)咸平极小期 | 1000 | 320 |
中世纪极大期 | 1150 | 300 | (元)咸淳极小期 | 1265 | 265 |
(明)洪武极大期 | 1375 | 225 | 斯波勒极小期 | 1475 | 210 |
(明)万历极大期 | 1610 | 235 | 蒙德尔极小期 | 1740 | 265 |
现代极大期 | 1870 | 260 | (未来极小期) | 1990? 2007 | 250 267 |
(未来极大期) | 2120? | 250 | |||
平均周长 | 252.9年 |
云南天文台的丁有济等人在研究中国古代黑子记录中,得到公元以后太阳活动有七个极大期与六个极小期,其中有三个极大期与极小期同艾迪的太阳活动曲线是相符的(见表1)。
https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1283330.html
相关报道
作者:齐芳 来源:光明日报 发布时间:2014-6-6 14:35:29
我科学家确定最强太阳风暴发生在唐朝
本报北京6月5日电(记者齐芳)日本科学家发现公元774~775年地球碳14含量发生了显著增长,其时正是中国唐朝时期。由中科院国家空间中心特聘研究员周大庄领衔的团队确定,强太阳粒子事件,也就是俗称的“太阳风暴”是引起当时碳14含量显著增长的主要原因。
如果这一结论正确,那么这将是已知的最强的太阳粒子事件——其质子通量大约45倍于1956年2月23日太阳粒子事件,也是1859年卡灵顿太阳粒子事件的2倍。
周大庄等从《旧唐书》中找到了发生该粒子事件的证据。《旧唐书》中记载,公元775年1月17日发生了超级极光事件,该极光有10余道,覆盖范围广,持续时间约8小时。科学家们认为,这是太阳高能粒子到达地球后与大气作用产生的强极光。据介绍,周大庄等将与中国社会科学院考古研究所的专家合作,进一步深入开展超级太阳高能粒子事件的研究工作。
https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2014/6/296109.shtm?id=296109
你知道吗?在公元774年,太阳爆发了10000年来最大的风暴
自然 2022-01-11 11:59
简介:公元774年,来自太阳的高能光和极大加速的亚原子粒子的混合体撞击了地球,它改变了地球的大气化学性质,在数个世纪后都可以测量到。
公元774年,一股来自太空的强大物质和能量波冲击了地球。
一万年来,这个星球上从未有过这样的遭遇。高能光和加速巨大的亚原子粒子的混合物,当这能量波冲击地球时,它改变了我们的大气层化学组成结构,几个世纪后仍然能测量出来。
我们的前电子社会(19世纪)完全没有受到它的影响。但如果今天发生这样的事情,结果则难以预料。
它首先是通过对树木年轮的分析发现的。科学家发现,从那一年起,碳14含量比平常要高很多。几年后,科学家通过观察冰芯层中的空气样本发现,铍-10和氯-36的含量也有所升高。
所有元素的共同点是,在极高能量的亚原子粒子撞击地球的空气和地面时产生;它们撞击原子核并改变它们,产生这些同位素。获得这些高能粒子的唯一方法是,从太空中,如爆炸的恒星产生强大的磁场,能将粒子加速到如此高的速度。我们称这些为来自太空的宇宙成因的同位素。
什么造成了公元774年的太空风暴?这种现象最明显的内因是一个非常强大的太阳耀斑,当强磁力线缠绕并短路时,会在太阳上产生爆炸,释放出巨大的能量和粒子爆炸。但774事件的威力如此之大,起初,科学家们怀疑它是否来自耀斑。然而,一旦排除了其他类型的天文现象,就非耀斑莫属了。
科学家团队通过查阅相关记录,研究了类似的事件,尝试将这次耀斑与其他已知的耀斑进行比较,结果发现这一事件的威力远远超过了一些较近年代发生的相对强大的耀斑所带来的影响。
例如,1989年,太阳爆发了一系列强大的耀斑以及剧烈的日冕物质抛射(CME),数十亿吨氢等离子体被高速喷射。这次太空天气自带气场,以太阳的磁场猛烈冲击地球磁场,对地球磁场的影响如此剧烈,以至于在地球表面下感应出电流。这种被称为地磁感应电流的额外电能炸毁了美国魁北克省的变压器,导致该地区持续数小时的停电。
1989年太阳风暴期间对变压器造成的损坏。来源:美国宇航局
1989年太阳风暴期间美国魁北克省一台变压器受损。来源:美国宇航局
1956年2月是现代最强大的太阳风暴,其强度是1989年的两倍。电网当时还没有普及,所以破坏性不及19*****,但影响深远。
从多方面描述1956年风暴的特征,包括在可见光、无线电波、地球电离层变化(一层高海拔的电离空气层,当其迅速变化时,会影响地面上测量磁场强度的磁强计)等方面的测量,他们发现,公元774年的事件达到惊人的30至70倍。这意味着它可能是1989年的100倍。
目前还不清楚耀斑能最长持续多长时间;大多数强烈耀斑在几个小时内迅速增强和衰减。但这次耀斑释放的总能量与整个太阳在一秒钟内辐射的能量大致相同:2 x 1026焦耳,相当于1000亿枚百万吨级炸弹爆炸的能量。
这属于很强大的能量。足以为整个地球提供30万年的电力(考虑到我们目前的能源供需)。
是的。
2003年10月,一个巨大的太阳耀斑在太阳上爆发,从它的X射线中可以看到。还伴随着强大的日冕物质抛射。这样大型的太阳风暴对地球上的电网和轨道卫星是一种危胁。图片来源:美国宇航局/苏霍兹
这类耀斑被通称为超大型耀斑,现在无法确认太阳能产生它们(其他在磁场中活跃度更高的恒星则经常产生)。科学家们认为,774耀斑的出现可能属于一种特例,比如,一个强大的耀斑发生在一条叫做灯丝的气体流附近,撞击它,并将其中的质子加速到如此高的能量。
这毕竟让人觉得欣慰!我倾向于太阳很难做到这一点。
2012年8月,一条直径数十万公里的巨大太阳能灯丝从太阳上喷发而出。来源:美国宇航局/戈达德航天飞行中心/太阳动力学天文台
今天发生这样的事件将是灾难性的。它可能摧毁许多卫星——这些粒子和高能辐射甚至会使硬化的电子设备短路——并造成大面积停电。这些问题可能需要很长时间才能解决,因为电网使用的大型变压器无法批量生产。一些科学家计算出,国际航班上的乘客可能从这类事件中仅仅几小时内就遭受到终生影响的辐射。
对地球的影响一时难以确定;一定程度上取决于耀斑和CME的磁极性(磁场的南北部分)是否能够与地球的磁极性耦合。如果真的发生了,我们就会遭到停电和其他损害。但有些影响会以两种方式发生。
应该注意到,自774年以来,太阳系经历过许多次宇宙风波,但从未遭遇过如此强大的事件。太阳在2012年在日冕物质抛射中爆发,如果撞击地球,将比19*****有过之而无不及。好在它被转移向另一个方向。
很明显,太阳会相当有脾气,我们需要认真对待。当然,太阳天文学家会考虑到,当太阳进入最新的磁场周期时,他们正想方设法来观察这颗恒星。我们不知道这个周期会有多强劲;一个预测是,无所谓,但另一个预测说,这不可或缺。
我们拭目以待。关于太阳,我们还有待进一步了解。毫不夸张地说,我们的现代生活离不开它。
BY: Phil Plait
FY: JANE
https://www.bilibili.com/read/cv14791303
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21世纪太阳黑子超长极小期:太阳或将进入变冷期
杨学祥,杨冬红
据英国《独立报》网站6月23日报道,太阳活动迅速减少增强了在下一个50年内世界经历“太阳活动极小期”的可能性。据信,太阳活动极小期是17世纪和18世纪欧洲和北美部分地区出现所谓“小冰期”的部分原因。
我们在2011年撰文指出,2004年12月26日印尼地震海啸后,全球低温冻害和暴雪灾害频繁发生。“潮汐调温说”和“深海巨震降温说”是一种合理的解释。根据“潮汐调温说”和“深海巨震降温说”理论,2005年以后全球气温将因为地震海啸和强潮汐南北震荡而降低。2009年11月至2010年1月低温暴雪袭击北半球,西方科学家也承认2000-2010年气候的自然变化减缓全球气候变暖效应这一客观事实。潮汐振荡可以解释全球气温的准60年变化,海洋及其边缘的强震能够将深海冷水翻上表面,使全球气候变冷。潮汐和太阳黑子活动不仅有相同的变化周期,而且都和气温变化有很好的对应关系。研究表明,在太平洋十年涛动冷位相时期,强震与低温冻害频繁发生。
在十五世纪至十七世纪的二百余年内,全球强震发生频繁,其它自然灾害也很集中,如瘟疫流行,低温冻害严重,被称为小冰期时期。这个时期也正是太阳黑子蒙德极小值时期[16],太阳活动处于低值状态,有人把它看作是小冰期气候产生的原因。
2000年查尔斯·季林(Keeling)提出,强潮汐把海洋深处的冷水带到海面,使全球气候变冷,形成的全球气候波动周期大约为1800年。在十五世纪小冰期时期,潮汐强度为最大值,以后开始减弱,直到3100年潮汐强度又将达到最大值。潮汐调温效应使地球的温暖期从小冰期末期一直持续到二十四世纪,而后随着潮汐的增强,地球的气候将逐渐变冷[17]。
潮汐高低潮还有200年左右的明显周期变化。其中,1425年、1629年两次峰值对应小冰期时期,1770年的峰值对应18世纪的低温,1974年的峰值对应20世纪70年代的气候变冷。特别是潮汐54-56年周期(与太平洋十年涛动的50-70年周期对应),在全球气候变化中有非常明显的作用。
潮汐、太阳黑子活动和全球气温变化不仅有相同的周期,而且有峰谷对应的历史记录。潮汐和全球气温变化都有11、22、200、1800a周期变化,与太阳黑子周期也有很好的对应关系:1800 a周期和200a周期的峰谷变化非常明显(见图1和表1)。除A、B、C、D四个潮汐最大峰值外,a、b、c三个潮汐小峰值与冷气候的对应关系值得关注和研究。
图1 潮汐强度变化1800年周期(据CharlesD. Keeling and Timothy P,2000)[17]
Fig. 1 The 1800-year oceanictidal cycle(afterCharles D. Keeling and Timothy P. Whorf,2000)[17]
表1 太阳黑子和潮汐的对应关系
Table 1 Thecorresponding relation between sunspot and tide
太阳黑子极小期 | 时间(年) | 潮汐极大年时间 | 时间差 | 全球气温 |
欧特极小期 | 1040-1080 | 1062 | 超前22a | 低温 |
沃尔夫极小期 | 1280-1350 | 1264 | 滞后16a | 低温 |
史玻勒极小期 | 1450-1550 | 1425 | 滞后25a | 小冰期 |
蒙德极小期 | 1645-1715 | 1629 | 滞后16a | 小冰期 |
道尔顿极小期 | 1790-1820 | 1770 | 滞后20a | 低温 |
21世纪极小期 | 2007-?? | 1974 | 滞后33a | 低温? |
注:太阳黑子数据引自文献[23],潮汐资料引自文献[17],全球气温资料引自文献[24]。
太阳黑子、潮汐和地震都具有11a和22a变化周期。太阳黑子活动与地震和气候有很好的相关性[25]。太阳黑子和潮汐的相同变化周期和相关性增大了对地震和气候变化的激发作用:太阳黑子极小和潮汐极大都会导致气温下降。
太阳黑子活动受行星潮汐的影响[26]。太阳黑子活动和潮汐有相同的周期变化,这也意味着地球轨道变化和月球轨道变化同样受行星摄动和行星潮汐的影响。行星通过行星摄动和行星潮汐影响太阳黑子活动和地月轨道变化,间接影响全球的气候变化和地震活动。
由于潮汐最强时期已过去300多年,目前已进入潮汐较弱时期,21世纪太阳黑子超长极小期不会再现17世纪太阳黑子超长极小期的变冷水平,并且会低于道尔顿太阳黑子超长极小期的变冷水平,但变冷的趋势不会改变。公元3107年,类似于蒙德太阳黑子超长极小期的变冷规模才会再现。
全球变暖首先是一种自然趋势。
参考文献
杨冬红,杨德彬,杨学祥。地震和潮汐对气候波动变化的影响。地球物理学报。2011,54(4):926-934.
相关报道:
太阳或将进入变冷期欧洲将遭遇极端严冬
2015-06-29 14:55:02 来源:天气网
太阳或将进入变冷期欧洲将遭遇极端严冬
天气网综合讯太阳将进入与300年前导致封冻的泰晤士河上能够举行“冰冻博览会”的那段时期相同的变冷期,这种可能性大概有20%。但科学家们警告,下一次太阳过渡期不足以拯救地球于全球变暖。
据英国《独立报》网站6月23日报道,太阳活动迅速减少增强了在下一个50年内世界经历“太阳活动极小期”的可能性。据信,太阳活动极小期是17世纪和18世纪欧洲和北美部分地区出现所谓“小冰期”的部分原因。
然而,一项研究发现,与人为排放二氧化碳等温室气体导致的气温上升的预期相比,太阳活动周期自然而长期的起伏所导致的全球平均气温下降预期可谓小巫见大巫。
报道称,最后一次太阳活动极小期发生在大约1645年至1715年间,其特点是,太阳黑子11年周期实际上消失,同时,到达地球的太阳辐射总量略有下降但造成重大影响。
根据对过去9300年中受太阳辐射影响的放射性同位素的计算表明,在过去数十年中,太阳处于活动极大期,但目前太阳活动正在迅速减少,在本世纪末进入极小期的可能性增加。
英国雷丁大学太阳物理学家迈克·洛克伍德教授说:“目前的发展轨迹是,未来50年内可能出现极小期,但总的可能性约为20%。然而,在未来100年内(出现极小期的)可能性上升至约50%。”
洛克伍德教授说:“我们在下一个50年内进入另一个太阳活动极小期的可能性很大,尽管这对全球平均气温影响不大,但可能导致欧洲人遭遇较为极端的严冬。”
在位于埃克塞特的英国气象局哈德利中心,通过计算机模型进行的一项研究计算得出,即将到来的太阳活动极小期将导致全球平均气温下降约0.1摄氏度。与之相比,如果温室气体工业排放继续以目前速度增加,由此导致的全球变暖将使温度上升数摄氏度。
英国气象局的研究人员、上述刊登在《自然》杂志上的研究论文的第一作者莎拉·伊尼森博士说,然而,太阳活动极小期对北欧和北美等地区的影响可能要大得多,平均气温可能下降0.4至0.8摄氏度。
伊尼森说:“这项研究表明,太阳并不能挽救我们于全球变暖之中,但可能带来地区性影响。在就适应未来数十年的气候变化进行决策时,应考虑这方面的因素。”
她说:“太阳活动极小期的地区性影响可能要大于全球影响,但仍远远不足以压倒预期中由于人为变化而导致的全球变暖趋势。”
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地球曾遭超级太阳风暴袭击 人类幸运躲过一劫? 入围博克体计划 1 年前 2778 85.6k 在黑暗寒冷的太空中,如果不是“熊熊燃烧”的太阳带来光和热,地球将是一片死寂。但是,性格暴烈的太阳,时不时也会给我们制造一点小麻烦,太阳大气的局部区域会在短时间内释放大量能量,也就是我们常说的太阳耀斑。 在黑暗寒冷的太空中,如果不是“熊熊燃烧”的太阳带来光和热,地球将是一片死寂。但是,性格暴烈的太阳,时不时也会给我们制造一点小麻烦,太阳大气的局部区域会在短时间内释放大量能量,也就是我们常说的太阳耀斑。太阳耀斑不仅会引起其局部区域瞬时加热,还会向外发射各种电磁辐射,并伴随粒子辐射的突然增强,从而影响地球的通信、导航甚至航空航天。 太阳耀斑, 丝状体喷发至太空中。(NASA/Wikimedia Commons,CC BY2.0) 据外媒报道,公元774年,地球上发生了一件大事,但当时很多人都浑然不觉。那一年,来自太空的高能粒子冲击了地球,它改变了我们的大气化学,以至于在1000多年后的今天都能被测量出来。起初,科学家通过对树木年轮的分析发现,年轮中的碳-14——一种碳的同位素含量异常之高。随后,他们又观察了冰芯中的空气样本,发现铍-10和氯-36的含量也很高。 这些元素都有一个共同点,它们都是极高能量的亚原子粒子撞击地球时产生的。这些粒子撞击并改变原子核,最终创造出这些同位素。那么,是什么造成了公元774年的这场太空风暴?答案很可能是一次超级太阳耀斑,当强磁场线缠绕在一起并发生“短路”,太阳就会释放出高能粒子。 而这场太阳耀斑的威力实在太大,其释放的总能量与太阳在1秒钟内辐射的能量相当,大约为2*10的26次方焦耳,相当于1000亿个百万吨级的炸弹同时爆炸,足够给地球供电30万年。但令科学家费解的是,太阳的磁性还不足以产生超级耀斑,如果非要找原因,可能与当时的特殊环境有关,比如耀斑刚好发生在日冕中的等离子体团——暗条附近,使其中的质子加速到极高的能量。 这个耀斑引发了一个日冕大量射。(图片: 公有领域) 由于千年前的人类没有电子设备,因此太阳耀斑并没有造成什么破坏,人们也不会有任何察觉。但如果放在今天,后果将不堪设想,比如会造成电子设备瘫痪,卫星出现故障,飞机乘客遭受极度危险的辐射水平。当然,未来伴随着人类观测太阳技术越来越发达,也可以像每天预报天气一般,将太阳的一举一动提前汇报给地球。这样就可以在太阳活动尚未发生之前,就提前关闭、调整各种通信、电子设备等。 光谱的极端紫外线区域中观察到的太阳的伪彩色图像。(图片: 公有领域) NASA的科学家也表示,希望未来可以通过对太阳耀斑的研究,早日揭开太阳的诸多谜团,以帮助人类更好地了解太阳,让我们一起拭目以待!
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太阳风暴是一种剧烈的太阳爆发活动,就像你点燃一堆篝火,燃着燃着,可能突然有什么东西在里面爆炸,然后射出无数火星,火焰也突然向周围爆发,如果你躲闪不及,就可能会被烧掉眉毛胡子和头发。
太阳的核聚变燃烧通常是稳定的,均匀地向四周发出光和热,但有时候它也会抽疯,比如发生太阳耀斑、日冕物质抛射等爆发现象,会将大量物质抛射出来,如果正对地球而来,就会对地球形成巨大的威胁。
1859年的卡灵顿事件,就是太阳上出现了历史上有记录的最大一个耀斑,形成大规模的日冕物质抛射,抵达地球后形成了最大一次地磁风暴,整个地球都被笼罩在极光之中,天空被绚丽的色彩照亮。电报塔架发出火花,电报机着火,一些甚至自己开始收发报;落矶山金矿的矿工以为天亮了,都起床开始准备早餐了。
然而你如果认为这就是太阳风暴的极致爆发,你就太小看我们的太阳了。根据树木年轮中放射性碳-14的浓度检测,科学家们发现公元774到775年之间,可能出现了过去11000年间最强烈的一次太阳耀斑爆发,是正常太阳活动水平的20倍。而公元993年到994年之间太阳风暴又卷土重来,只是这次没有公元774/775年狂暴。
那么太阳风暴的爆发究竟有什么规律吗?这几次爆发真的就是历史上最强烈的太阳活动了吗?瑞典隆德大学的一个研究小组,对取自格陵兰冰层冰芯中的放射性铍-10和氯-36进行了研究,结果发现,在公元前660年,即距今2610年前,地球还遭受了一次太阳风暴的极致轰击,这次轰击的强度与公元774/775年的水平相当,比地球上过去70年所遭受的任何太阳风暴都要强10倍以上。
如此狂暴的太阳风暴如果发生在现在,将给现代文明带来毁灭性灾难。或许我们这些从来没见过极光的人会迎来绚丽的天空霓虹,然而我们的电力设施、现代通讯系统、电子电器设备、GPS卫星、空间站等,可能都会遭遇灭顶之灾,造成数万亿美元的经济损失,并大大迟滞人类文明的发展步伐。
可以作为对比的是,1989年发生的“小儿科”太阳风暴,在90秒内就摧毁了加拿大魁北克省一万多台变压器,电力故障持续9个小时,恢复期长达11个月;一些卫星出现异常故障,有的失控数个小时,连轨道上的航天飞机都出现了异常;多伦多股票市场微芯片受到影响,不得不停止交易;由于正值冷战期间,甚至有人认为这是第一波核攻击正在进行。
太阳风暴的爆发规律科学家们尚无法预测,不过根据公元前660年、公元774/775年这两次超强太阳风暴的发生,我们是不是可以猜测大约1000年就可能爆发一次呢?如果真是如此的话,那么下一次可能已经逾期了,或许我们真的应该做一些准备了。
这项研究发表在3月11日美国国家科学院院刊上。
论文:https://doi.org/10.1073/pnas.1815725116
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发布于 2019-03-15 19:43
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