Uma tempestade solar extrema pode causar estragos no mundo moderno: WebCuriosos

Em Setembro de 1859no mesmo ano em que Darwin publicou A Origem das Espécies, os sistemas telegráficos na Europa e na América do Norte pararam de funcionar e começaram a acender, levando a incêndios em alguns casos.

Poucas horas antes, os pesquisadores observaram a primeira explosão solar confirmada – uma intensa explosão de radiação emitida pelo Sol. Foi um aviso de que algo grande estava prestes a atingir o nosso planeta.

A maior parte dos céus do norte e do sul se iluminou com auroras brilhantes (luzes do norte e do sul) sinalizando que uma enorme tempestade solar estava em andamento.

Esta tempestade, mais tarde chamada de Evento em Carringtonfoi um dos mais fortes da história documentada. Contudo, em um artigo recente em Naturezamostrámos que num passado não tão distante, a Terra foi atingida por tempestades solares muito mais extremas.

A evidência destas tempestades veio, em particular, da análise dos níveis de carbono radioativo – conhecido como radiocarbono ou carbono-14 – em anéis de árvores.

Tempestades solares causam perturbações no escudo magnético da Terra, ou magnetosfera. Uma forma frequente de serem causadas é por ejeções de massa coronal – derramamentos de partículas carregadas do Sol – que chegam à Terra e penetram na magnetosfera.

Tempestades solares extremas podem significar um desastre para a nossa sociedade altamente tecnológica porque têm o potencial de danificar satélites e derrubar redes de comunicações e redes eléctricas globais.

A força de algumas tempestades solares extremas detectadas em anéis de árvores sugere que teriam causado estragos na nossa infra-estrutura tecnológica numa escala nunca vista antes.

Uma tempestade solar extrema conhecido por ter ocorrido em 774 dC, por exemplo, teria ofuscado o evento Carrington.

Medindo radiocarbono

O radiocarbono, ou datação por carbono, tem sido amplamente utilizado há décadas para objetos antigos que já estiveram vivoscomo osso, madeira e couro. Quando plantas e animais morrem, o radiocarbono dentro deles decai a uma taxa previsível.

Assim, ao medir a quantidade de radiocarbono que resta num objecto como o osso, os cientistas podem estimar há quanto tempo o organismo morreu.

No entanto, na última década, os cientistas descobriram que tempestades solares extremas podem afectar a quantidade de radiocarbono absorvida pelos organismos vivos, como as árvores. Isto dá aos investigadores a oportunidade de procurar eventos solares extremos não registados nos livros de história e de datá-los com precisão.

A quantidade de radiocarbono na atmosfera varia ao longo do tempo, o que pode fazer com que a datação por radiocarbono forneça idades enganosas.

Portanto, têm sido feitos grandes esforços ao longo dos anos para “calibrar” o registro de radiocarbono para torná-lo mais preciso. Isto significa relacioná-lo com outro material de idade conhecida.

Podem ser árvores que podem ser datadas através dos seus anéis de crescimento, ou estalagmites e corais que foram datados através de outros métodos.

Quando combinado com a ciência da determinação de idades a partir de anéis de árvores (dendrocronologia)a assinatura de radiocarbono de uma tempestade solar extrema pode fornecer um ponto de referência para o ano exato. Isso poderia ajudar a tornar a datação por radiocarbono ainda mais precisa.

Ao rever as evidências disponíveis para estas tempestades solares extremas, podemos agora tentar descobrir com que frequência estes eventos ocorrem. As evidências dizem-nos muitas coisas sobre o ciclo global do carbono, a circulação oceânica e atmosférica (como o calor é redistribuído pela superfície da Terra) e o funcionamento do Sol.

Tempestades solares alteram o radiocarbono nas árvores

Em 2012, uma equipe liderada por Fusa Miyake, da Universidade de Nagoya, no Japão, descobriu que tempestades solares extremas poderiam produzir mudanças abruptas nas concentrações de radiocarbono encontrado dentro de anéis de árvores.

Antes disso, não se pensava que as taxas de produção de radiocarbono variassem substancialmente em curtos períodos de tempo e, portanto, era pouco provável que as medições anuais do radiocarbono passado fossem de particular interesse.

Eles identificaram o enorme aumento na produção de radiocarbono na atmosfera associado à tempestade extrema AD774. Desde então, foi confirmado que outros eventos extremos ocorreram em 993 DC, 660 AC, 5259 AC e 7176 AC.

A tempestade solar mais extrema que detectamos no registro de radiocarbono ocorreu há cerca de 14.370 anosno final da última era glacial.

Ainda não sabemos se estes eventos são simplesmente versões em maior escala de tempestades solares regulares – os chamados eventos de “Cisne Negro” – ou se são causados ​​por fenómenos físicos distintos. À medida que tempestades solares mais extremas são identificadas a partir do registo de radiocarbono, elas irão aumentar o nosso conhecimento dos processos físicos que ocorrem na nossa estrela-mãe.

Uma das maiores ameaças de uma grande tempestade solar é o seu potencial para matar instantaneamente toda a frota de satélites (excepto os satélites de baixa altitude que estão permanentemente protegidos pelo campo geomagnético), bem como para derrubar as redes eléctricas.

Ser capaz de prever esses eventos e avisar antecipadamente os operadores da rede é vital.

Nos próximos anos, o registo de radiocarbono poderá muito bem revelar
tempestades solares. A comunidade científica está a correr para analisar árvores antigas de diferentes regiões do mundo com o objectivo de reforçar as evidências existentes e descobrir novas tempestades solares extremas do passado.

Melhorar a nossa compreensão destes eventos extremos não é importante apenas para uma datação precisa por radiocarbono, mas também para compreender os processos que acontecem no Sol e no nosso próprio planeta. Também pode nos ajudar na preparação para a próxima tempestade solar extrema.

Ainda não podemos prever quando isso acontecerá, mas novos insights sobre o passado nos dizem que isso acontecerá mais cedo ou mais tarde.

Maarten BlaauwProfessor, Escola de Meio Ambiente Natural e Construído, Universidade da Rainha em Belfast; Ilya UsokinProfessor de Física Espacial, Departamento de Física Espacial e Astronomia, Universidade de Oulue Tim HeatonProfessor de Estatística Aplicada, Faculdade de Engenharia e Ciências Físicas, Universidade de Leeds

Este artigo foi republicado de A conversa sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.