【特稿】法国古树年轮记录下已知最强太阳风暴

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法国古树年轮记录下已知最强太阳风暴

王鑫方

      一支国际研究团队在英国《皇家学会物理学数学工学分会学报·哲学汇刊》9日刊载的论文中说，他们在法国东南部古树年轮中发现迄今已知的最强太阳风暴的证据。那场一万多年前的太阳风暴如果发生在今天，可能会烧毁卫星，严重破坏供电网络，对现代社会而言是场灾难。

       来自法国法兰西学院、艾克斯－马赛大学、英国利兹大学等机构的研究人员分析法国东南部阿尔卑斯地区欧洲赤松的亚化石树干，发现1.43万年前年轮中放射性同位素碳-14含量出现前所未见的峰值。研究人员随后从格陵兰岛冰芯中采集样本，测量其中放射性同位素铍-10的含量，将两者进行比较，加以验证。最后，这支研究团队提出，古树年轮中碳-14含量激增由一场超级太阳风暴引发。

       太阳风暴是一种自然现象，指太阳的剧烈爆发活动及其在日地空间引发的一系列强烈扰动。这种爆发会释放大量高能带电粒子，由此产生的粒子流可在一天之内到达地球，在大气层引发一系列反应，导致地球上多种放射性同位素激增。风暴越强，产生的放射性同位素就越多。比如，太空高能粒子与地球大气中的氮原子碰撞时，会产生碳-14，被生物吸收。树木会将捕获到的碳-14部分保存于树干中，导致年轮中碳-14含量激增。而铍-10不会在生物体内留痕，但会保存在格陵兰岛或南极洲的冰中。研究人员分析这些树木年轮或冰层中的放射性同位素，可以推算出当时太阳风暴的强度。

　    据利兹大学网站介绍，研究人员已确认过去1.5万年内出现过9场类似的超级太阳风暴，最近的两场发生在公元774年和993年。此次新确认的太阳风暴强度约是最近两场太阳风暴的两倍，可能是卡林顿事件的至少10倍。

       卡林顿事件是人类有观测记录以来经历过的最强太阳风暴，发生在1859年9月1日。当时太阳风暴引发的极光非常强烈，包括夏威夷在内的地球低纬度地区都能看到，鸟类则误以为太阳升起开始鸣叫。那时科技应用未像现在这么广泛，所以受到的影响相对较小，即便如此，欧洲和北美的电报系统失灵，一些电报员甚至遭到电击。对这一事件的记录可谓人类研究太阳风暴的开端。

        研究人员介绍，1.43万年前地球正处于最后一个大冰期，在许多地方，人类以狩猎、采集为生。论文作者之一、利兹大学应用统计学教授蒂姆·希顿说，那场太阳风暴发生时，“生活在地球上的人可能会先看到明亮的太阳耀斑——空中一道闪光”，数小时后，“他们可能会看到空中出现巨大极光，比现在的极光向赤道方向延伸得更远。但他们不会注意到高能粒子，也不会意识到在经历地磁干扰”。

       然而，如果今天出现这样的超级太阳风暴，对现代社会而言将是“灾难性的”。“它们可能对我们的电网造成巨大破坏，可能导致全国范围内持续数月停电。由于高能粒子大爆发摧毁卫星的太阳能电池板，中断我们与卫星的通信，卫星可能永远无法工作，而宇航员和航空业或面临严重的辐射风险。”希顿说，“最坏的情况，这些影响可能使我们的国民生产总值损失数十亿甚至数万亿美元。”

       研究人员目前尚不清楚如此强度的太阳风暴发生的原因、频率以及能否预测。有专家认为，了解这种超级太阳风暴对于今后保护全球通信和能源基础设施非常重要。（完）（新华社专特稿）

关键词：太阳风暴(solar storm)

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        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。

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