被忽视的警告：历史上最强太阳风暴及其发生规律

关键提示

       超强太阳风暴绝杀新冠病毒的观点在互联网引发了激烈的讨论。解决这一问题不仅具有科学意义，而且是当前人类面临的最致命课题。历史证据、科学推理和实践检验是唯一的科学方法。

　　1859年的卡林顿事件是有观测记录以来人类经历过的最剧烈的一次太阳风暴，然而历史上的太阳风暴可以比它强数十甚至数百倍。科学家发现，在过去一万年里地球至少受到了三次超级太阳风暴的冲击。这些超级太阳风暴可能来自万年一遇的“超级耀斑”。如果今天地球被这样的超级太阳风暴击中，全球联网的社会将会受到毁灭性的破坏，所有的电子数据可能都会被抹去。

　　每隔一段时间，太阳就会爆发耀斑，释放出大量的粒子和辐射，对地球造成严重破坏。150多年来，科学家一直在研究这些太阳风暴（太阳耀斑和其他太阳表面气体湍动现象）如何影响了我们地球。他们对其中一次事件给予了特别的关注：1859年的卡林顿事件，这可能是规模最大的一次太阳风暴。

　　太阳耀斑产生的抛射物猛击地球，将大量能量注入地球磁场，引发了一场大规模的地磁暴，并形成美丽的极光。同时，地磁暴也在电报线路上引发了电火花。令人意外的是，这场太阳风暴对当时电力基础设施所造成的影响并不大。然而，当今的科学家意识到，卡林顿事件以及在1921年发生的强度相近的太阳风暴（编者注：可能是1918-1920年西班牙流感结束的原因），是一种不祥的预兆，预示着未来可能也会发生类似的灾难。

　　2012年，科学家第一次意识到太阳风暴可能会造成更严重的危害。那一年，日本名古屋大学的三宅芙沙（Fusa Miyake）带领的团队发现，公元775年左右发生了超级太阳风暴，比卡林顿事件的要强10到100倍。瑞士苏黎世联邦理工学院的尼古拉斯·布雷姆（NicolasBrehm）说：“这真的令人非常震惊，因为我们过去一直认为这种强度的太阳风暴是不可能发生的。”

　　当时科学家猜测，这次发现的古代超级太阳风暴可能来自万年一遇的“超级耀斑”，它比普通的太阳耀斑要强数千倍。如果今天地球被这样的超级太阳风暴直接击中，我们全球联网的社会将受到毁灭性的破坏。

　　科学家已经发现，这些太阳风暴发生的频率比我们想象的要高得多。最近，科学家在研究近代地质化学史时，发现了另外两次超级太阳风暴的证据。

       根据已查到的资料，历史上一万年来最强太阳风暴有5 次：

       公元前7176年、公元前5259年、公元前660年、公元775年，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。

       最强太阳风暴的周期规律

       在布雷姆负责的一篇论文中，科学家发现了两个可怕的强太阳风暴事件。一次发生在公元前7176年，那时游牧的狩猎采集社会正在被农耕的定居社会取代；另一次发生在公元前5259年，那时的地球正在走出末次冰期。他们认为这两次太阳风暴的强度至少与公元775年的太阳风暴相当。

       公元前7176年与公元前5259年之间相差约2000年，以2000年为周期，之后的公元前3259年应该有一次强太阳风暴发生，但是还没有检测出来。再之后公元前1259年又有一次强太阳风暴发生，也没有检测出来。再再之后公元741年应该有一次强太阳风暴，事实上，公元775年真的发生了同样强度的强太阳风暴。这样的推理被称为数值插值法。

       如果这种关联是正确的，则说明仅在过去的一万年里，地球就受到了五次超级太阳耀斑的冲击。其他可能存在的超级耀斑事件，需要在剩下的84%的现有树木年轮数据中寻找证据，这些数据尚未被用于碳14峰值分析。

       以上的分析表明，下一次同样强度的强太阳风暴在公元2775年前后发生，即我们还有700年时间做好预防的准备。

       另外一种观点认为，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。

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历史上曾有3次“毁灭性”的太阳风暴

2022年01月11日 02:29 

    1859年的卡林顿事件是有观测记录以来人类经历过最剧烈的一次太阳风暴，然而2012年，日本名古屋大学的三宅芙沙带领的研究团队发现，公元775年左右发生了一次超级太阳风暴，强度是卡林顿事件的10倍到100倍。这些超级太阳风暴可能来自万年一遇的超级耀斑。如果今天地球被这样的超级耀斑击中，全球联网的社会将会受到毁灭性破坏，所有的电子数据可能都会被抹去。

    科学家已经发现，超级太阳风暴发生的频率比我们想象的要高得多。最近，科学家在研究近代地质化学史时，发现了历史上存在着另外两次超级太阳风暴的证据。

    同位素揭示超级太阳风暴

    一篇已发表的研究论文表明，科学家发现了两次可怕的超级太阳风暴事件，一次发生在公元前7176年，另一次发生在公元前5259年。研究人员认为这两次太阳风暴的强度至少与公元775年的太阳风暴相当。

    为了寻找这类太阳风暴，研究人员需要对地球极地冰盖样本以及一些古树样本进行化学分析。

    当太阳粒子撞击地球大气层时，大气层中的多种元素会变成具有放射性的不稳定形式，即变成了同位素。太阳活动所形成的碳14同位素，会被树木在生长过程中吸收。由于树干上的每一圈年轮对应着一个年份，科学家就能据此获知由太阳活动增加所引起的同位素峰值的准确时间，即一圈年轮中的碳14越多，对应年份撞击地球大气层的太阳粒子就越多。

    通过研究极地冰芯中铍10和氯36的浓度，也可以进行类似的测量，但精度略低。所以，科学家将以上两种方法结合，就可以精确描述太阳活动的历史事件。

    瑞士苏黎世联邦理工学院的尼古拉斯·布雷姆及其团队正是先发现了冰芯中铍10峰值的初步证据，接下来对年轮数据进行分析，发现了与之对应的碳14峰值，揭示了公元前7176年的太阳耀斑事件。

    而英格兰历史遗产保护局的科学测年负责人亚历山德拉·贝利斯则注意到公元前5259年考古数据有一个空白，之后在研究这一时期树木年轮中碳14的数据时，发现了另一个峰值。布雷姆说：“这两个时间点上都出现了碳14含量激增。”而且其增长幅度类似于用来确认公元775年太阳耀斑事件中所用的样本。

    起初，科学家并不确定是什么导致了这些放射性同位素含量的激增。2013年，美国沃什本大学的布赖恩·托马斯领导的一项研究表明，太阳耀斑很可能就是幕后推手。

    托马斯说：“有人曾认为公元775年的峰值可能来自超新星爆发或是伽马射线暴，但这些现象实在太罕见，不可能导致如此频繁的峰值。所以，这些解释都不如太阳活动的解释合理。”

    地磁暴往往会伴随而来

    卡林顿事件中，出现了大规模的地磁暴。

    剧烈的太阳活动可能伴随着类似卡林顿事件的地磁暴，但强度更大。即便如此，科学家仍不清楚太阳粒子峰值和伴随其产生的地磁暴强度之间的确切关联。托马斯说：“一场强大的太阳风暴往往会伴随着地磁暴，但并非总是如此。”甚至可能像卡林顿事件那样，地磁暴根本不会引起碳14含量的激增。

    然而有迹象表明，至少公元775年的太阳风暴伴随有强烈的极光，当时的中国也有相关记载。这就说明了大量太阳粒子涌入的同时还伴随有强烈的地磁暴。托马斯说：“我们可以合理假设，所有这些强大的太阳耀斑事件都导致了强烈的地磁暴。”

    超级太阳耀斑引起的超级太阳风暴带来的最主要的问题，是如果这样的超级太阳耀斑发生在今天，它可能会严重破坏近地轨道上的卫星和地面上的基础设施。1989年3月，一场比卡林顿事件弱得多的地磁暴就使得整个加拿大魁北克省的电网过载，导致了12小时的停电。

    最近，美国加利福尼亚大学欧文分校的桑吉塔·阿卜杜·乔蒂通过计算发现，如果今天发生一场卡林顿事件级别的太阳风暴，它甚至会导致“互联网末日”。太阳风暴产生的高能粒子很可能会破坏国家之间的海底电缆，使全球互联网中断数周或数月。

    一些科学家预测，在未来10年，卡林顿级事件发生的概率可能高达12%。我们可以通过监测太阳活动来预测这种级别的太阳风暴，以便在超级太阳风暴和随之而来的地磁暴到来之前关闭卫星和电网。

    （乔纳森·奥卡拉汉撰文，丁一翻译，据《环球科学》）

https://finance.sina.com.cn/jjxw/2022-01-11/doc-ikyamrmz4403843.shtml

太阳上的一场风暴，却能抹除人类所有的电子数据

2022年01月02日 09:00 新浪科技综合

“太阳风暴”来临 人造卫星GPS将受干扰

　　1859年的卡林顿事件是有观测记录以来人类经历过的最剧烈的一次太阳风暴，然而历史上的太阳风暴可以比它强数十甚至数百倍。科学家发现，在过去一万年里地球至少受到了三次超级太阳风暴的冲击。这些超级太阳风暴可能来自万年一遇的“超级耀斑”。如果今天地球被这样的超级太阳风暴击中，全球联网的社会将会受到毁灭性的破坏，所有的电子数据可能都会被抹去。

　　在这篇节选自《环球科学》1月新刊的文章中，乔纳森·奥卡拉汉将带着我们回到过去，看看古代发生的超级太阳风暴对我们地球造成了什么样的影响，以及未来我们将因为这些特别活跃的太阳活动失去些什么。

　　撰文|乔纳森·奥卡拉汉（Jonathan O‘Callaghan）

　　翻译|丁一

　　每隔一段时间，太阳就会爆发耀斑，释放出大量的粒子和辐射，对地球造成严重破坏。150多年来，科学家一直在研究这些太阳风暴（太阳耀斑和其他太阳表面气体湍动现象）如何影响了我们地球。他们对其中一次事件给予了特别的关注：1859年的卡林顿事件，这可能是规模最大的一次太阳风暴。

　　太阳耀斑产生的抛射物猛击地球，将大量能量注入地球磁场，引发了一场大规模的地磁暴，并形成美丽的极光。同时，地磁暴也在电报线路上引发了电火花。令人意外的是，这场太阳风暴对当时电力基础设施所造成的影响并不大。然而，当今的科学家意识到，卡林顿事件以及在1921年发生的强度相近的太阳风暴（编者注：可能是1918-1920年西班牙流感结束的原因），是一种不祥的预兆，预示着未来可能也会发生类似的灾难。

　　2012年，科学家第一次意识到太阳风暴可能会造成更严重的危害。那一年，日本名古屋大学的三宅芙沙（Fusa Miyake）带领的团队发现，公元775年左右发生了超级太阳风暴，比卡林顿事件的要强10到100倍。瑞士苏黎世联邦理工学院的尼古拉斯·布雷姆（NicolasBrehm）说：“这真的令人非常震惊，因为我们过去一直认为这种强度的太阳风暴是不可能发生的。”

　　当时科学家猜测，这次发现的古代超级太阳风暴可能来自万年一遇的“超级耀斑”，它比普通的太阳耀斑要强数千倍。如果今天地球被这样的超级太阳风暴直接击中，我们全球联网的社会将受到毁灭性的破坏。

　　科学家已经发现，这些太阳风暴发生的频率比我们想象的要高得多。最近，科学家在研究近代地质化学史时，发现了另外两次超级太阳风暴的证据。

　　远古的遗迹

　　在布雷姆负责的一篇论文中，科学家发现了两个可怕的强太阳风暴事件。一次发生在公元前7176年，那时游牧的狩猎采集社会正在被农耕的定居社会取代；另一次发生在公元前5259年，那时的地球正在走出末次冰期。他们认为这两次太阳风暴的强度至少与公元775年的太阳风暴相当。过去十年间，科学家一直在寻找类似的极端太阳风暴事件，而布雷姆团队是第一个找到的。现在，科学家把导致这类太阳风暴的超级耀斑称为“三宅事件”。

　　为了寻找这类太阳风暴，研究人员需要对极地冰盖样本，以及保存在积水沼泽或山顶高处的古树样本进行化学分析。当太阳粒子撞击大气层时，大气层中的多种元素会变成具有放射性的不稳定形式，即变成了同位素，随后这些同位素会积聚在这些样本上。例如，太阳活动所形成的碳14同位素，会被树木在生长过程中吸收。由于树干上的每一圈年轮对应着一个年份，科学家就能据此获知由太阳活动增加所引起的同位素峰值的准确时间——一圈年轮中的碳14越多，对应年份撞击地球大气层的太阳粒子就越多。

　　美国亚利桑那大学年轮研究实验室的夏洛特·皮尔逊（CharlottePearson，布雷姆论文的共同作者）说，树木的年轮“使我们能够重建放射性碳同位素含量与时间的关联，而且引起这些同位素含量波动的关键因素之一就是太阳的活动。”

　　科学家通过研究极地冰芯中铍10和氯36的浓度，也可以进行类似的测量，但精度略低。以上这两种方法结合在一起就可以精确描述历史事件。科学家现在掌握了大部分全新世时期树木的年轮数据，全新世是最年轻的地质年代，始于大约12000年前。然而，通过研究年轮数据来寻找碳14峰值非常耗时，仅仅调查一个年份，就需要花几周的时间来分析、交叉关联多个年轮样本。论文的共同作者，英格兰历史遗产保护局（HistoricEngland）的科学测年负责人亚历山德拉·贝利斯（Alexandra Bayliss）表示：“全新世有12 000年的数据等待分析，而我们仅完成了其中的16%，这项工作极其耗费时间和金钱。”

　　布雷姆和他的团队很幸运。对于公元前7176年的太阳耀斑事件，他们先是发现了冰芯中铍10峰值的初步证据，接下来他们对年轮数据进行分析，发现了与之对应的碳14的峰值。对于公元前5259年的太阳耀斑事件，贝利斯注意到了这一时期考古数据有一个空白。之后，在研究这个时期树木年轮中碳14的数据时，该小组发现了另一个峰值。布雷姆说：“这两个时间点上都出现了碳14含量激增，”而且其增长幅度类似于三宅芙沙确定公元775年太阳耀斑事件时所用的样本。

　　起初，科学家并不确定究竟是什么导致了这些放射性同位素含量激增，有些人认为不太可能是由太阳活动引起的。然而在2013年，美国沃什本大学的布赖恩·托马斯（BrianThomas，并未参与布雷姆的最新研究）领导的一项研究表明，太阳耀斑很可能就是幕后推手。

　　托马斯说：“有人曾认为公元775年的峰值可能来自超新星爆发，或是伽马射线暴，但这些现象实在是太罕见了，不可能导致如此频繁的峰值。这些解释都不如太阳活动的解释合理。”这些太阳活动可能伴随着类似卡林顿事件的地磁暴，但强度更大。贝利斯指出：“在树木年轮和冰芯样本中都检测不到卡林顿事件的痕迹。”这表明，与那些超级太阳耀斑事件相比，卡林顿事件甚至都有些微不足道了。

　　即便如此，太阳粒子峰值和伴随产生的地磁暴强度之间的确切关联仍不清楚。托马斯说：“一场强大的太阳风暴往往会伴随着地磁暴，但并非总是如此。”甚至可能像卡林顿事件那样，地磁暴根本不会引起碳14含量的激增。这可以解释为什么在该事件发生时的年轮和冰芯数据中，科学家并没有发现碳14含量峰值。

　　然而，有迹象表明，至少公元775年的太阳风暴伴随有强烈的极光，当时的中国也有相关记载。这就说明了大量太阳粒子涌入的同时还伴随有强烈的地磁暴。托马斯说：“我们可以合理假设，所有这些太阳耀斑事件都导致了强烈的地磁暴。”

　　如果这种关联是正确的，则说明仅在过去的一万年里，地球就受到了至少三次超级太阳耀斑的冲击。其他可能存在的超级耀斑事件，需要在剩下的84%的现有树木年轮数据中寻找证据，这些数据尚未被用于碳14峰值分析。皮尔逊说：“在过去的一万年中只有一个峰值，这似乎并不现实。但在此之前，科学家确实以为就发生过一次超级太阳耀斑。现在我们又发现了另外两次超级太阳耀斑的痕迹，我不确定这是令人惊讶还是令人担忧。”

　　“互联网末日”

　　最主要的担忧是，如果这样的超级太阳耀斑发生在今天，它可能会严重破坏近地轨道上的卫星和地面上的基础设施。1989年3月，一场比卡林顿事件弱得多的地磁暴就使得整个加拿大魁北克省的电网过载，导致了12小时的停电。今天，由三宅事件引起的地磁暴可能会造成更广泛的危害，包括灾难性的电网和卫星故障。

　　最近，美国加利福尼亚大学欧文分校的桑吉塔·阿卜杜·乔蒂（Sangeetha Abdu Jyothi）计算发现，如果今天发生一场卡林顿事件级别的太阳风暴，它甚至会导致“互联网末日”。太阳风暴产生的高能粒子很可能会破坏国家之间的海底电缆，使全球互联网中断数周或数月。乔蒂估计，仅在美国，这样的灾难每天就会造成70亿美元的损失。更强的太阳风暴，如三宅事件，可能造成的损失几乎无法估量。

　　乔蒂还说：“我们可能比较容易从卡林顿事件级别的太阳风暴中恢复，因为存储数据没有被抹去。但对于比卡林顿事件强10甚至100倍的超级太阳风暴，它所造成破坏就无法估量了。我想没有人模拟过这种情况。我猜测这将导致重大的数据丢失。我们可能会失去所有的电子记录、银行信息以及重要的健康信息，而且无法恢复。”

　　就目前看来，全球文明因三宅事件而进入黑暗时代的可能性似乎很小，但是一些科学家预测，在未来十年，卡林顿级事件发生的概率可能高达12%。我们可以通过监测太阳活动来预测这种级别的太阳风暴，以便在超级太阳风暴和随之而来的地磁暴到来之前关闭卫星和电网。但是三宅事件可能更加难以防范。

　　与此同时，科学家继续在古树年轮和冰芯中寻找更多极端太阳风暴的证据。托马斯说：“我们意识到，太阳可能比我们想象的更有能量、更加活跃。研究其他恒星上的超级耀斑的同时，太阳能否爆发类似的超级耀斑也值得讨论。而从以上历史数据来看，太阳的确有这种能力。”

　　本文转自《环球科学》

https://finance.sina.com.cn/tech/2022-01-02/doc-ikyamrmz2679337.shtml

https://www.cdstm.cn/frontier/twdl/202201/t20220111_1063036.html

        最强太阳风暴的周期规律

       在布雷姆负责的一篇论文中，科学家发现了两个可怕的强太阳风暴事件。一次发生在公元前7176年，那时游牧的狩猎采集社会正在被农耕的定居社会取代；另一次发生在公元前5259年，那时的地球正在走出末次冰期。他们认为这两次太阳风暴的强度至少与公元775年的太阳风暴相当。

       公元前7176年与公元前5259年之间相差约2000年，以2000年为周期，之后的公元前3259年应该有一次强太阳风暴发生，但是还没有检测出来。再之后公元前1259年又有一次强太阳风暴发生，也没有检测出来。再再之后公元741年应该有一次强太阳风暴，事实上，公元775年真的发生了同样强度的强太阳风暴。这样的推理被称为数值插值法。

       如果这种关联是正确的，则说明仅在过去的一万年里，地球就受到了五次超级太阳耀斑的冲击。其他可能存在的超级耀斑事件，需要在剩下的84%的现有树木年轮数据中寻找证据，这些数据尚未被用于碳14峰值分析。

       以上的分析表明，下一次同样强度的强太阳风暴在公元2775年前后发生，即我们还有700年时间做好预防的准备。

       日本名古屋大学的三宅芙沙（Fusa Miyake）带领的团队发现，公元775年左右发生了超级太阳风暴，比卡林顿事件的要强10到100倍。一些科学家预测，在未来十年，卡林顿级事件发生的概率可能高达12%。

       卡林顿事件应该是今后预防的重点。

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1335359.html

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

https://zhuanlan.zhihu.com/p/59394835

大约1万年前让地球地动山摇的“超级耀斑”有可能卷土重来

 和 2021-10-12 10:06:57

来源：中国数字科技馆

太阳时不时会产生巨型的粒子或辐射风暴，在地球引发灾难性事件。150多年来，研究这些风暴及其影响的科学家们一直很关注1859年的卡林顿事件，认为它是极具代表性的案例。这场太阳风暴向地球磁场发射了大量的能量从而引起了地磁风暴，形成了美丽的极光，却也引起了电报线路起火燃烧。当时的电子基础设备还太过原始，因此人们仅仅把这场风暴当成是某一不知原因的小故障。但随着1921年爆发了另一场同等规模的风暴，现代科学家才意识到卡林顿事件是未来系列灾难的预兆。然而，这两场风暴的规模与科学家在2012年发现的、发生在约公元775年的超大型风暴相比，可谓是小巫见大巫了，后者的强度大约是前者的10到100倍。来自瑞士苏黎世联邦理工学院的Nicolas Brehm表示，“这实在太令人震惊了，我们从来没有想过会出现此等规模的风暴。”

这一超级风暴十分猛烈，科学家认为它可能是由太阳万年一遇的“超级耀斑”爆发引起的，这种“超级耀斑”要比寻常的太阳耀斑强几千倍。如若这个“超级耀斑”爆发发生在现在，它将会对全球现代供电系统造成灾难性的打击。幸运的是，此类事件似乎十分少见。但事实是否真的是这样呢？

也许并不是。研究人员调查了地球近年来的地质化学历史，找到一些证据证明了另外两场风暴的存在。

由Brehem领导完成的预印论文已经投递给《自然·通讯》杂志，并且可以在Research Square上查看。科学家们在这篇论文中写到，他们可能发现了另外两场强大到可怕的太阳风暴。一场发生在公元前7176年，那时狩猎社会才刚刚转型为农耕社会，另一场发生在公元前5259年，那时地球前一次的冰河世纪才刚结束。科学家们认为，这两场风暴的规模与公元775年的那一场相比是有过之而无不及，因此这三场风暴就成为了有记录以来，人们已知的最强的太阳风暴。过去十年间，科学家们一直在寻找其他类似775年风暴的事件。Brehm的小组是最早成功发现的。来自日本名古屋大学的Fusa Miyake领导了2012年发现775年风暴的研究活动，她称Brehm小组的发现“是一项伟大的成就”。科学家们现在称此类超级耀斑爆发为“Miyake事件”。

研究人员需要对北极冰盖样本以及沼泽中或山顶上保存的古老树木样本进行化学分析才能探索如此遥远的历史。太阳粒子击中地球的大气层时会让各元素进入不稳定的放射态并且不断积累。对于碳元素来说，太阳活动会产生碳14，而年轮会随着树木的增长吸收碳14。由于一圈年轮对应的是树木一年的增长，而年轮中碳14含量越多就意味着同时期进入大气的太阳粒子越多，这就让科学家得以精准确定释放碳14最多以及太阳活动最剧烈的年份是什么。来自美国亚利桑那大学树木年轮研究实验室的Charlotte Pearson是这篇论文的作者之一，她表示这些年轮“得以让我们重建以往放射性碳含量的变化模型，而引发其波动的关键性因素就是太阳活动”。

冰芯中由于含铍10以及氯36，也能够实现类似的代表性，但可能没有那么准确的测量。结合以上两种方法，科学家就能够得出十分准确的历史事件重现。科学家目前已经掌握了始于大约12 000年前的地质时代全新世大部分时间的年轮数据。然而，通过研究年轮来确定碳14含量激增等事件是十分耗时的，光是一年的数据通常就需要几周的时间来分析，还需要交叉对比多个年轮样本。历史英格兰科学测年负责人Alexandra Bayliss也是论文的作者之一，她表示，“全新世还有12 000年等着我们去分析，而我们现在仅完成了16%，这一工作不仅耗时而且耗钱。”

Brehm和他的小组比较幸运。在对公元前7176事件的研究之中，他们先发现了冰芯中的铍10含量激增，从而初步证明了风暴的存在。接着又对年轮进行研究，发现了与之对应的碳14含量的激增。而在对公元前5259事件的研究之中，贝利斯注意到这一时期的考古数据出现了断层，因此小组成员开始研究该时期对应的年轮中的碳14含量数据，并发现了另一次含量激增现象。Brehm表示他们在两个时间点“都发现了含量的激增”，而两次增加的幅度都和Miyake确定的775年事件时所研究的样本含量增加幅度类似。

跟随Miyake 2012年论文的思路，科学家最初并不能确定是什么引起了放射性元素含量的激增，甚至还有些人认为太阳活动根本是不可能发生的。然而在2013年，由来自美国沃什本大学的Brian Thomas领导完成的一篇论文则指出太阳耀斑应该是罪魁祸首。Thomas并没有参与到Brehm及同事最新发表的论文中来，他表示“有人认为775年事件的含量激增是由超新星爆炸或者伽马射线暴引起的，但这两种的情况都十分少见，并不匹配含量激增事件发生的高频率，而且这种理论也没有太阳活动理论合理”。Thomas认为，这样频繁的大幅度含量增加更可能是由剧烈的太阳活动伴随着强于卡林顿事件的地磁风暴引起的。Bayliss指出，“卡林顿事件甚至无法从年轮以及冰芯中放射性元素的含量变化上看出，足以证明相比于775年事件，卡林顿事件的规模是较小的”。

然而，太阳粒子数量激增与伴随出现的地磁风暴的强度之间的关系也并不明了。Thomas表示，“大型的粒子抛射事件往往伴随着地磁风暴，但是两者之间并没有必然的联系”，也有可能类似于卡林顿事件的地磁风暴并不能引起碳14的含量激增，这也就解释了为什么年轮和冰芯中放射性元素含量并没有出现变化。但科学家已经找到了一些线索，根据中国方面的记载，775年事件中曾经出现过强大的极光，意味着在太阳粒子涌向地球的同时也存在着一场强大的地磁风暴。Thomas表示“‘所有事件都是发生了大型的地磁风暴’是更合理的假设”。

如果两者之间确有联系，那将意味着单是在过去的1万年间，地球就经历了至少三场太阳耀斑风暴（科学家们有可能在剩下4/5尚未进行碳14含量分析的年轮之中找到更多的证据）。Pearson表示“过去1万年间只发生了1场风暴并不太现实，可能在此之前人们只知道一场，但是现在我们又发现了两场，这并不让人感到意外，只是让人感到担忧”。

人们主要担忧的是如果现在再发生类似的事件，绕地卫星和地面基础设施将会遭到灾难性的打击。在1989年3月，一场威力甚至比卡林顿事件还要弱的地磁风暴却造成了魁北克全省电网超载并引发了长达12小时的断电。如今，一场“Miyake事件”引发的地磁风暴很有可能造成更大规模的电网故障、卫星故障等。 来自于美国加利福尼亚大学欧文分校的Sangeetha Abdu Jyothi通过计算得出，如果规模等同于卡林顿事件的风暴发生在现在，它将引起“互联网灾难”。风暴中的能量粒子会破坏各国间的海下电缆，造成数周甚至数月的互联网交流故障。Abdu Jyothi估计，在这样的灾难影响下，光是美国在1天内就会损失70亿美元。如若有类似Miyake事件这样更强的风暴发生，损失将变得无法估量。Abdu Jyothi表示“如果风暴只是卡林顿事件的强度，那么它并不会造成数据损失，我们也能够很快从灾难之中恢复过来。但如果风暴强度是其10倍甚至100倍就说不准了。应该没有人模拟过这样的情况。我估计数据会大量遗失，个人记录、银行信息以及重要的健康信息全都找不回来了”。

就目前看来， Miyake事件再次爆发进而让世界文明重回黑暗时代的可能性是很小的。但是有些预测指出，在未来10年里，类似卡林顿事件的风暴的发生概率高达12%。我们可以提前做好准备，监测太阳活动并在太阳耀斑以及地磁风暴到达之前关闭卫星以及电网。但在更强大的Miyake事件面前，想要减小风暴的影响是十分困难的。随着我们在古老的年轮以及冰芯之中找到更多其他极端事件的证据，在不久的未来发生类似事件的可能性也不应该被忽视。Thomas表示“我们现在才开始意识到太阳要远比我们想象的活跃。人们在研究其他恒星的耀斑时会讨论太阳是否也有着相同的情况。从历史记录来看，太阳的确有着这样的能力，人们的担忧并不是没有道理”。 撰文：Jonathan O'Callaghan

翻译：先雨 审校：殷姝雅 引进来源：科学美国人

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