世界各地的树木年轮里 藏着太阳辐射风暴的历史

世界各地的树木年轮里 藏着太阳辐射风暴的历史(Credit: NASA / GSFC / Solar Dynamics Observatory)
（神秘的地球uux.cn）据台北市立天文科学教育馆网站（编译 潘康娴）：科学家分析了世界各地树木年轮中的放射性特征，研究过去1万年，各地席卷地球六次的树的历辐射风暴。发表在《皇家学会学报》（Proceedings of the Royal Society）的木年会议论文指出：太阳的超级闪焰不是主因，其原由还有待商榷。轮里
当太阳辐射的太阳高能粒子撞击到地球高处大气层时，会将氮原子转为放射性的辐射风暴碳14或称放射性碳，经由空气和海洋，世界史进入到沈积物和沼泽、各地生态圈，树的历到动物和植物，木年其中也包含了树木的轮里年轮。
对考古学家而言，太阳放射性碳14的辐射风暴发现与运用真是一大福音，碳14的世界史衰变时间缓慢且稳定，让科学家能测得样品的年代，即所谓的放射性碳14定年法（radiocarbon dating）。
对天文学家来说，也是如获珍宝，因为树木的年轮记录了数千前的高能粒子：宇宙射线。地球和太阳的磁场保护我们，免受宇宙射线穿透银河系造成的伤害。当地球磁场强度较弱时，宇宙射线也就来得多，反之亦然。这也表示年轮中碳14的多寡，不仅反应了太阳11年周期的太阳活动，还有地磁反转的历史。
但年轮也记录了我们目前无法解释的事件。2012年，日本物理学家三宅芙沙（Fusa Miyake）发现年轮在公元774年，有大量的放射性碳14，而且一次就是好几年份的宇宙射线量，因有三宅事件（Miyake event）之称。随着更多科学家投入相关的研究，还发现了其他年代的三宅事件：公元993年、公元前663年，和史前时代的公元前5259年、公元前5410年、公元前7176年。
这么高强度的辐射脉冲会再发生吗？若发生在现代，将会摧毁太空中的卫星、地球上的电信与电网，瞬间瘫痪现今社会所依赖的通信和供电设备。即使每10年有1%的机率，这个风险还是担不起呀。
三宅事件对于物理学和天文学一直是个谜。宇宙里要如何产生这么大的辐射？许多科学研究认为可能是超新星、伽玛射线爆、爆炸的磁化中子星，甚至连彗星都纳入考虑。解释三宅事件的成因，目前较被接受的想法是因为太阳的超级闪焰，其能量还比目前的最高纪录1859年卡林顿事件（Carrington Event）多出50-100倍。
研究团队着手进行大量树木的年轮采样与分析，找出三宅事件的强度、发生时间点、和事件持续的时间，碳14如何进入全球的碳循环，计算出何时会显现在树木年轮中。研究团队公开了这回使用的数据，包含有三宅事件的98棵树木数据、和开源程序，提供后续与考古学家的合作研究。初步的调查结果发现，一次三宅事件相当于平常1～4年的辐射量。而且靠近地球两极的树木，年轮上的辐射特征明显。
但却不是太阳超级闪焰所造成。更多的样本显示，它可在太阳11年活跃周期的任何时间点发生（但太阳闪焰常发生在太阳活动最活跃的时候）。更令人费解的是，有些碳14在进入碳循环里所花费的时间，似乎比后发生的事件还来得久。与预期有所落差，点出我们对大型的太阳闪焰或树木生长季节等等的认知，仍有细节待探讨。
以作者的观点，太阳仍是三宅事件的推手。从年轮的研究结果，推测可能来自太阳闪焰的风暴，倒不是巨大的超级闪焰。为了厘清这些谜团，还需要更多的太阳观测数据、树木年轮的调查，和其他来源做多方验证，例如南北极的冰芯。
这是货真价实的跨领域科学。本以为会清晰明了，没想到，要理解这错综复杂的地球史，还真是不容易。