Anéis de árvore mostram registo de evento de atividade solar extrema

A espectroscopia da massa do material de anéis de árvores indicam um aumento acentuado de um único ano nas concentrações de carbono-14, consistente com um evento de partícula de energia solar extrema que ocorreu por volta de 5410 aC.

anéis de árvores
Os anéis das árvores registam as condições ambientais no ano em que se formam. Através da análise isotópica do carbono, esses registos também podem descrever o clima do passado.

O Sol emite constantemente um fluxo de partículas energéticas, algumas das quais atingem a Terra. A densidade e a energia desse fluxo formam a base das condições espaciais, que pode interferir na operação de satélites e outras naves espaciais. Uma questão chave não resolvida nesse campo da investigação é a frequência com que o Sol emite rajadas de partículas energéticas fortes o suficiente para desativar ou destruir aparelhos eletrónicos no espaço.

Um caminho promissor para determinar a taxa de tais eventos é o registo dendrocronológico. Essa abordagem baseia-se no processo pelo qual uma partícula energética solar (SEP) atinge a atmosfera, causando uma reação em cadeia que resulta na produção de um átomo de carbono-14. Posteriormente, esse átomo pode ser incorporado na estrutura de uma árvore; assim, a concentração de átomos de carbono-14 num anel de árvore pode indicar a taxa de impacto dos SEP's num determinado ano.

Anéis de árvore e os ciclos extremos

Até ao momento, três eventos de produção SEP extrema estão bem descritos na literatura, tendo ocorrido aproximadamente nos anos 660 a.C, 774-775 CE e 992-993 CE. Cada evento foi aproximadamente uma ordem de magnitude mais forte do que qualquer outro medido na era da exploração espacial. Miyake et al. descreveram um evento que ocorreu entre 5411 AEC (Antes da Era Comum) e 5410 AEC. Por causa dessa explosão, o carbono-14 atmosférico aumentou 0,6% ano após ano no Hemisfério Norte e foi sustentado durante vários anos antes de cair para níveis típicos.

Os autores deduziram a presença desse evento usando amostras recolhidas de árvores em três locais amplamente dispersos: um pinheiro bristlecone na Califórnia, um pinheiro escocês na Finlândia e um larício europeu na Suíça. Cada amostra teve os seus anéis de árvore individuais separados, e o material de cada anel foi submetido à espectrometria de massa do acelerador para determinar seu conteúdo de carbono-14.

Usando métodos estatísticos, os investigadores identificaram um padrão de pequenas flutuações de carbono-14 consistente com o ciclo solar de 11 anos do Sol; o evento registado no anel da árvore ocorreu durante um período de máximo solar. Notavelmente, outras evidências sugerem que o Sol também estava a passar por um período de décadas de atividade crescente.

Se uma explosão extrema do SEP é de facto a causa do carbono-14 adicional, então estas observações podem ajudar na previsão de eventos futuros. No entanto, medições de anéis de árvores não podem descartar outras causas extraterrestres, como a explosão de uma supernova próxima. A confirmação exigirá medições isotópicas de berílio e cloro retiradas de amostras de gelo, de acordo com os autores.