"Самая мощная вспышка, которая еще жива в памяти в виде многочисленных свидетельств, произошла полтора века назад. В 1859 г. на Солнце произошла вспышка такой мощности, что ее последствия несколько дней наблюдались на Земле. В западном полушарии ночью было светло, будто днем"
Здравствуйте, уважаемые читатели. Как вовремя, оказывается, наши оппоненты подвигают попристальнее взглянуть на открытия учёного мира :о)
Иногда открытия совершаются "всем миром", но, как правило, "виновником" становится кто-то один.
14 июня 2012 года в журнале Nature была опубликована статья четырёх (ещё неизвестных широким научным кругам) сотрудников Японского Университета Нагойи. Первым автором была девушка, обучавшаяся в аспирантуре третий год, - Фуса Мияке (Fusa Miyake). Эти молодые учёные изучали содержание радиоуглерода в образцах японского кедра, и обнаружили в кольцах, образовавшихся в 775 году резкий скачок активности радиоуглерода. Этот скачок показывал настолько высокий рост уровня радиоуглерода в атмосфере, что авторы статьи посчитали, невозможным объяснение скачка С-14 из-за появления сверхновой или крупной солнечной вспышки.
В век глобальной связи сообщение распространилось по всем странам и вызвало всплеск интереса и бурную изследовательскую деятельность учёных различных областей науки. Включились начавшие пересчитывать, какова могла быть мощность воздействия, приведшая к столь резкому возрастанию содержания С-14, геофизики. Посыпались версии радиобиологов и астрономов. Гляциологи бросились искать следы события в ледовых кернах Антарктиды и Гренландии... Не остались в стороне и дендрохронологи, попытавшиеся с помощью анализа годичных колец деревьев из других регионов воспроизвести результаты, сообщённые японцами. Естественно, что историки поспешили к летописям в поисках сведений о необычных явлениях в этот период времени.
Так, шесть с половиной лет назад появилась новая область научных изследований - "анализ быстрых (в течение года-двух) подъемов содержания радиоактивного изотопа углерода (С-14) в атмосфере Земли".
Дендрохронологи быстренько (в течение нескольких месяцев) обнаружили аналогичные скачки в кольцах калифорнийских сосен, ямальских лиственниц, германских дубов. Затем такие же подтверждения были найдены в годичных слоях деревьев из других регионов. Физики показали, что такой скачок интенсивности возможен при очень мощной солнечной вспышке. Версии с падением кометы и взрывом сверхновой были отвергнуты. Аномальное содержание космогенных С-14, изотопов хлора-36 и изотопов бериллия-10 во льдах нашли гляциологи и внесли поправки в датировки ледовых колонок.
Через год появилась ещё одна статья, одним из авторов которой была Мияки. В ней сообщалось, что обнаружен ещё один скачок в 994 году, правда, интенсивностью поменьше предыдущего. Потом изследовательские группы из США и Китая нашли ещё несколько подобных событий в более отдалённом прошлом.
Нынче все эти события получили имя Мияки и называются "событиями Мияки" - «Miyake events».
В конце прошлого 2018 года вышла ещё одна статья, озаглавленная
Tree rings reveal globally coherent signature of cosmogenic radiocarbon events in 774 and 993 CE
"Кольца деревьев показывают глобально согласованную сигнатуру космогенных радиоуглеродных событий в 774 и 993 гг."
В статье проведен анализ событий Мияки 774 и 993 гг. в планетарном масштабе. Почти отовсюду, где до того были построены древесно-кольцевые хронологии длительностью от 1100 лет, для радиоуглеродного анализа были предоставлены древесные образцым годичными кольцами, датированные методом дендрохронологии. В кольцах, датированных 770-780 гг. и 990-1000 гг. было измерено содержание С-14.
Далее целиком привожу самое основное из содержимого статьи одного из соавторов изследования Рашита Хантемирова – ведущего научного сотрудника лаборатории дендрохронологии:
"1) Впервые в глобальном масштабе показана надежность древесно-кольцевых датировок.
Дендрохронологическая датировка использует примерно тот же принцип, который применяется в дактилоскопии. Изменчивость годичных колец тоже образует неповторимый узор, но по нему идентифицируют не отдельное дерево, а время, когда оно росло. Каждый достаточно продолжительный период времени в каждом дереве в конкретном месте произрастания «отпечатывается» вполне определенным узором колец разной ширины. Следовательно, если время жизни погибшего дерева частично совпадало со временем жизни живого, то наложив узор годичных колец одного дерева на узор другого можно найти место (то есть время) их полного совпадения и определить точные годы образования колец у погибшего дерева. Тем самым мы получим узор за более длительный период и затем его можно использовать для определения времени жизни еще более древних остатков деревьев. Процесс поиска мест совпадения узоров годичных колец разных деревьев называется перекрестным датированием.
Пример перекрестной датировки. Зеленым цветом показан фрагмент графика ширины годичных колец живого дерева, красным цветом — дерева неизвестного возраста.
Однако дело в том, что дендрохронологическая датировка, в отличие от большинства других естественнонаучных методов датирования, имеет субъективную составляющую. Нет определенных пороговых значений статистических показателей сходства двух древесно-кольцевых рядов, при которых можно точно сказать, что ряды перекрестно датируются. Окончательное решение принимает человек. Поэтому достоверность датировки в некоторой степени зависит от опыта исследователя.
Это всегда вызывало определенный скепсис у некоторых представителей наук о прошлом, например у геологов. В нашей работе показано, что 40 хронологий по разным видам деревьев (всего было 27 видов), построенных разными авторами для совершенно разных районов Земли, не датируемых между собой, так как прирост деревьев зависит от региональных особенностей климата и биологических особенностей древесного вида, воспроизводят общий для планеты сигнал внеземного происхождения совершенно синхронно.
2) Датировка двух событий Мияке была выполнена с точностью до одного-двух месяцев. Как это стало возможно? Разные виды деревьев в разных районах Земли имеют отличия в сроках вегетации. Например, лето в Южном полушарии соответствует периоду покоя у деревьев Северного полушария. На основании таких особенностей рассчитано, что первое из событий произошло в июле 774 года, а второе — в апреле 993 года.
Сеть проекта COSMIC, включающая 44 точки, откуда были взяты для анализа образцы годичных колец деревьев. Маркеры синего цвета — Северное полушарие, красного — Южное полушарие / Ulf Büntgen et al. / Nature
3) На мой взгляд, наиболее интересный результат — зафиксированное снижение содержания радиоуглерода в Северном полушарии в кольцах деревьев в периоды событий Мияке от полюса к экватору. Но однозначного объяснения для этого феномена пока нет.
Науки о прошлом
Если говорить в целом об исследованиях событий Мияке, то самые многообещающие перспективы открываются для наук о прошлом, которые используют радиоуглеродные датировки, то есть для археологии, палеогеографии, палеоэкологии, палеоклиматологии, геологии. Точность радиоуглеродного метода обычно составляет плюс-минус сотни лет. Даже при использовании самых прогрессивных методик неопределенность составляет несколько десятков лет. А теперь появляется возможность датирования радиоуглеродным методом с точностью до года!
Содержание С-14 в годичных кольцах 770–780 годов (a) и 990–1000 годов (b) в северном (синий цвет) и южном (красный цвет) полушариях. Тонкие линии — данные по отдельным деревьям, толстые — границы стандартного отклонения от средней по полушарию.
И такая возможность уже реализована в нескольких работах. Например, с помощью события 774 года была определена точная дата извержения вулкана Чанбайшань (Changbaishan) на границе нынешних КНР и КНДР. По радиоуглеродным датировкам древесины 264-летней лиственницы, погибшей при извержении вулкана, было известно, что это событие произошло в X веке. Оставался вопрос о том, было ли это извержение причиной гибели государства Бохай в 926 году. Некоторые историки склонялись именно к этой версии.
Но даже использование гибрида радиоуглеродного и дендрохронологического датирования — метода wiggle matching — не дало определенного ответа, так как была получена дата в интервале 920-950 годы. После открытия событий Мияке была предпринята еще одна попытка — выполнен радиоуглеродный анализ отдельных центральных колец лиственницы, которые образовались в VIII веке. В результате исследователи обнаружили всплеск радиоуглерода в одном из колец, который был очевидным проявлением события Мияке. С помощью этой метки были точно определены даты образования всех колец и дата гибели дерева — осень 946 года.
Содержание углерода-14 в годичных кольцах 770–780 годов (a) и 990–1000 годов (b) в северном (синий цвет) и южном (красный цвет) полушариях. Тонкие линии — данные по отдельным деревьям, толстые — границы стандартного отклонения от средней по полушарию.
Мне трудно судить о том, насколько важны данные о датах и мощности всплесков активности радиоуглерода в атмосфере Земли для гео- и гелиофизиков. Но судя по валу работ в этих областях, посвященных анализу событий Мияке, они представляют для них большой интерес. Думаю, что выявленные в нашей работе особенности пространственного распределения радиоуглерода тоже будут им интересны.
Что такое COSMIC
Консорциум COSMIC состоит в основном из дендрохронологов с вкраплениями археологов, химиков и физиков. Первый вариант статьи готовился координатором проекта Ульфом Бюнтгеном при участии еще шести основных авторов. Затем черновик был разослан всем соавторам. Некоторые из них внесли существенные поправки в суть статьи, предлагали свою интерпретацию результатов. В том числе и я пытался вносить изменения разной степени значимости. Что-то было принято, часть изменений не прошла. Не только из-за разногласий в понимании результатов. Были и идеологические разногласия (не политические, конечно) в понимании того, что такое дендрохронологическая датировка. Здесь, к сожалению, победила группировка авторов с «толерантными» взглядами, хотя координатор вроде бы поддерживал мою точку зрения.
Конечно нужно признать, что в первую очередь мы — поставщики материала. Но этот материал не просто кусок древесины, а отдельные древесные кольца с точными календарными датами, за надежность которых мы несем ответственность.
Возможно, было бы лучше самим проводить анализы, реализовывать свои идеи. Но отсутствие ресурсов, в данном случае доступа к установкам по анализу радиоуглерода методом ускорительной масс-спектрометрии, лишает нас этой возможности.
Нам доступен «классический» метод радиоуглеродного датирования — сцинтилляционный, основанный на измерении радиоактивности образца (числа импульсов). Он относительно недорог (около 2-5 тысячи рублей за образец), но для него требуется большой вес образца, порядка сотни и более граммов. Отдельные годичные кольца таким методом не сдатируешь. Кроме того, точность определения углерода-14 не очень высока.
Современный метод ускорительной масс-спектрометрии основан на анализе массы атомов (изотопов углерода). Для него требуются намного меньшие количества образца, десятки миллиграмм, и он намного более точен. Однако он и на порядок дороже сцинтилляционного — от 650 долларов за одно определение.
Так что работа в консорциумах позволяет намного более полно использовать возможности нашего материала, который в ином случае был бы потерян для науки.
***
Учитывая исключительную природу этих двух событий, учёные изучили средневековые тексты, чтобы увидеть, могут ли какие-либо записи в них свидетельствовать об этих космических событиях. Они признают, что толкование таких документов оспаривается, и признают возможность неверного толкования этих сведений.
Известный японский буддийский священник Кокай (Kôbô Dashi), родившийся в 774 году, получил официальное имя Henshô Knonô, которое часто переводят как «всемирно сияющий бриллиант». [событие отображено в имени?]
...более того, «... человек из Индии, который хорошо разбирается в методе расчёта сиддханты, предстал перед халифом аль-Мансуром в 776 году, ...»,
...в том же году в Копане в Гондурасе собрались математики и астрономы майя.
...вместе с другими авторами Бриттон ссылается на полярное сияние, когда говорит о красном кресте, который появился на небесах после захода солнца между 773 и 776 годами.
...врач 18-го века Томас Шорт (1690–1772) повторил запись из Chronicon Magdeburgensis: «993 7-го числа Календаря января, в один час ночи, внезапно свет сиял из ночи, как полдень; Час длился, но небо покраснело, ночь вернулась ».
Некоторые сведения были истолкованы как полярные сияния...
Исторические записи из Германии, Ирландии и Корейского полуострова предполагают возникновение красных сияний в конце 992 г. и начале 993 г. н.э., которые можно интерпретировать как сильные магнитные бури от интенсивной солнечной активности.
Кстати событие Карингтона не оставило подобной записи в древесных кольцах, что говорит о превосходящих его масштабах древних событий.
Вспышка Каррингтона 1859 г.
Самая мощная вспышка, которая еще жива в памяти в виде многочисленных свидетельств, произошла полтора века назад. В 1859 г. на Солнце произошла вспышка такой мощности, что ее последствия несколько дней наблюдались на Земле. В западном полушарии ночью было светло, будто днем. Малиновое зарево освещало небо необычным сиянием. Северные сияния (которые являются следствием активности Солнца) были видны даже в тропиках и субтропиках. Над Кубой и Панамой люди наблюдали красивейшее небо над своими головами, которым до этого могли любоваться лишь жители полярного круга.
Даже самые известные ученые того времени затруднялись объяснить причины столь необычных явлений в атмосфере. Газеты и журналы в срочном порядке опрашивали хоть сколько нибудь авторитетных представителей научного мира, надеясь на сенсации. Хотя разгадка пришла довольно быстро, первое время все находились в полнейшем замешательстве.
Но был один астроном, который наблюдал огромные вспышки на Солнце за сутки до наступления "дня среди ночи". Он даже зарисовал их в своем блокноте. Звали его Ричард Каррингтон. В течении 5 минут он наблюдал сильное белое свечение в области огромных солнечных пятен, и даже пытался обратить на это внимание своих коллег. Но возбуждение Каррингтона по поводу увиденного никто не принял всерьез. Зато, когда через 17 часов излучение от вспышки достигло Земли, в обсерватории знали причину наблюдаемого "чуда".