Los rastros radiactivos en los anillos de los árboles revelan la historia inexplicable de la Tierra de ‘tormentas de radiación’

Historia escrita en los anillos de los árboles

Cuando la radiación de alta energía golpea la atmósfera superior, convierte los átomos de nitrógeno en carbono-14 radiactivo o radiocarbono. Luego, el radiocarbono viaja a través del aire y los océanos, a los sedimentos y pantanos, a usted y a mí, a los animales y las plantas, incluidas las maderas duras con anillos de árboles anuales.

Para los arqueólogos, el radiocarbono es una bendición. Una vez creado, el carbono-14 se degrada lenta y constantemente en nitrógeno, lo que significa que puede usarse como un reloj para medir la edad de las muestras orgánicas, en lo que se llama datación por radiocarbono.

Para los astrónomos, esto tiene el mismo valor. Los anillos de los árboles dan un récord año tras año de partículas de alta energía llamadas «rayos cósmicos» que se remontan a miles de años.

Los campos magnéticos de la Tierra y el Sol nos protegen de los rayos cósmicos que se disparan a través de la galaxia. Más rayos cósmicos llegan a la Tierra cuando estos campos magnéticos son más débiles y menos cuando los campos son más fuertes.

Esto significa que los niveles ascendentes y descendentes de carbono-14 en los anillos de los árboles simbolizan la historia del ciclo de 11 años de la dínamo solar (que crea el campo magnético del sol) y las inversiones del campo magnético de la Tierra.

Pero los anillos de los árboles también registran eventos que actualmente no podemos explicar. En 2012, el físico japonés Fusa Miyake descubrió un aumento repentino en el contenido de radiocarbono en los anillos de los árboles desde el 774 d.C. Era tan grande que los rayos cósmicos lo atravesaron todos a la vez.

A medida que más equipos se unen a la búsqueda, se ha revelado evidencia de anillos de árboles de más «eventos de Miyaki»: desde 993 d. C. y 663 a. C., y eventos prehistóricos de 5259 a. C., 5410 a. C. y 7176 a.

Esto ya ha llevado a una revolución en la arqueología. Encontrar una de estas protuberancias cortas y afiladas en un espécimen antiguo aproximaría su fecha a un año, en lugar de las décadas o siglos de incertidumbre de la datación normal por radiocarbono.

Entre otras cosas, nuestros colegas utilizaron el evento del 993 d. C. para revelar el año exacto del primer asentamiento europeo en las Américas, el pueblo vikingo de L’Anse aux Meadows en Terranova: 1021 d. C.

¿Podrían volver a producirse pulsos radiactivos masivos?

En física y astronomía, estos eventos de Miyake siguen siendo un misterio.

¿Cómo se obtiene un pulso de radiación tan masivo? Una serie de artículos han culpado a las supernovas, los estallidos de rayos gamma, las explosiones de estrellas de neutrones magnetizadas e incluso los cometas.

Sin embargo, la explicación más plausible es que los eventos de Miyake son «superplanetas solares». Estas erupciones hipotéticas del Sol son probablemente de 50 a 100 veces más activas que el evento más grande registrado de la era moderna, el evento Carrington de 1859.

Si tal día sucediera, destruiría las redes de electricidad, comunicaciones y satélite. Si sucede al azar, aproximadamente una vez cada mil años, es una probabilidad del 1% por década, un riesgo grave.

Nuestro equipo de la Universidad de Queensland se dispuso a examinar todos los datos de anillos de árboles disponibles y reunir la intensidad, el momento y la duración de los eventos de Miyake.

Para hacer esto, tuvimos que desarrollar un programa para resolver un sistema de ecuaciones que modela cómo se filtra el radiocarbono a lo largo de todo el ciclo global del carbono, para ver qué fracción termina en los árboles en cualquier año, a diferencia de los océanos, los pantanos o usted. y yo.

Trabajando con arqueólogos, acabamos de publicar el primer estudio sistemático y reproducible de los 98 árboles de datos publicados sobre los eventos de Miyake. También hemos lanzado un software de modelado de código abierto como plataforma para el trabajo futuro.

Nuestros resultados confirman que cada evento genera entre uno y cuatro años normales de radiación a la vez. Investigaciones anteriores sugirieron que los árboles cerca de los polos de la Tierra registraron una mayor altura, lo que esperaríamos si los planetas súper solares fueran los responsables, pero nuestro trabajo, al observar una muestra más grande de árboles, muestra que este no es el caso.

También encontramos que estos eventos pueden llegar en cualquier momento en el ciclo de actividad de 11 años del Sol. Por otro lado, las erupciones solares tienden a ocurrir alrededor del pico del ciclo.

Aún más desconcertante, algunos de los baches parecen tardar más de lo que puede explicarse por el lento avance del nuevo radiocarbono a través del ciclo del carbono. Esto indica que los eventos a veces pueden durar más de un año, lo cual es inesperado para una llamarada solar gigante, o que las temporadas de crecimiento de los árboles no son las que se pensaba anteriormente.

Por mi dinero, el sol sigue siendo el culpable más probable de los eventos de Miyake. Sin embargo, nuestros resultados sugieren que estamos viendo algo más parecido a una tormenta de erupciones solares que a una súper erupción masiva.

Para determinar exactamente qué sucede en estos eventos, necesitaremos más datos que nos den una mejor imagen de los eventos que ya conocemos. Para obtener estos datos, necesitaremos más anillos de árboles, así como otras fuentes, como núcleos de hielo del Ártico y la Antártida.

Esta es verdaderamente una ciencia interdisciplinaria. Normalmente pienso en telescopios maravillosamente limpios y ordenados: la Tierra compleja e interconectada es muy difícil de entender.