حلقات الأشجار تؤرخ عاصفة كونية غامضة تضرب الأرض كل ألف عام

عندما يصطدم الإشعاع بالغلاف الجوي للأرض، يغير ذرات النيتروجين لتنتج نوعا من الكربون، تمتصه النباتات.

ويمكن أن يمنحنا ربط الأجزاء في نظير الكربون هذا بحلقات النمو في الأشجار سجلا موثوقا به للعواصف الإشعاعية التي تعود إلى آلاف السنين.

ويوضح لنا هذا السجل أن أكبر هذه الأحداث، والمعروفة باسم أحداث مياكي (تيمنا بالعالم الذي اكتشفها)، تحدث مرة واحدة كل ألف عام تقريبا. ومع ذلك، لا نعرف ما الذي يسببها – وتشير الأبحاث الجديدة إلى أن النظرية الرائدة، التي تتضمن التوهجات الشمسية العملاقة، يمكن أن تكون بعيدة المنال.

وبدون طريقة سهلة للتنبؤ بهذه الأحداث المدمرة المحتملة، تبقى لدينا مشكلة خطيرة.

ويقول عالم الفيزياء الفلكية بنجامين بوب، من جامعة كوينزلاند في أستراليا: “نحتاج إلى معرفة المزيد، لأنه إذا حدث أحد هذه الأمور اليوم، فسيدمر التكنولوجيا بما في ذلك الأقمار الصناعية وكابلات الإنترنت وخطوط الطاقة بعيدة المدى والمحولات. وسيكون التأثير على البنية التحتية العالمية لا يمكن تصوره”.

ويكمن الدليل الرئيسي في نظير مشع للكربون يسمى الكربون 14، وغالبا ما يشار إليه باسم الكربون المشع. وبالمقارنة مع نظائر الكربون الأخرى الموجودة بشكل طبيعي على الأرض، فإن الكربون المشع نادر نسبيا. ويتشكل فقط في الغلاف الجوي العلوي، عندما تصطدم الأشعة الكونية بذرات النيتروجين، ما يؤدي إلى تفاعل نووي ينتج عنه الكربون المشع.

ونظرا لأن الأشعة الكونية تتصادم باستمرار مع غلافنا الجوي، فلدينا مخزون ثابت ولكنه ضئيل جدا من المواد التي تمطر على السطح. ويعلق بعضها في حلقات الأشجار. ونظرا لأن الأشجار تضيف حلقة نمو جديدة كل عام، يمكن تتبع ترسب الكربون المشع عبر الزمن، ما يعطي سجلا للنشاط الإشعاعي على مدى عشرات الآلاف من السنين. والارتفاع الكبير في الكربون المشع الموجود في الأشجار حول العالم يعني زيادة طفيفة في الإشعاع الكوني.

ونظرا لأن تفسير بيانات حلقات الشجرة يستلزم فهما شاملا لدورة الكربون العالمية، فقد بدأ فريق من الباحثين بقيادة عالم الرياضيات تشينغيوان زانغ من جامعة كوينزلاند بإعادة بناء دورة الكربون العالمية، بناء على كل قطعة من بيانات الكربون المشع لحلقات الأشجار التي يمكنهم الحصول عليها.

ويوضح تشانغ: “عندما يضرب الإشعاع الغلاف الجوي، فإنه ينتج الكربون المشع 14، الذي يرشح الهواء والمحيطات والنباتات والحيوانات، وينتج سجلا سنويا للإشعاع في حلقات الأشجار. وصممنا دورة الكربون العالمية لإعادة بناء العملية على مدى 10000 عام، لاكتساب نظرة ثاقبة على حجم وطبيعة أحداث مياكي”.

وأعطت نتائج هذه النمذجة الفريق صورة مفصلة للغاية لعدد من الأحداث الإشعاعية – بما يكفي لاستنتاج أن التوقيت والملف الشخصي لا يتوافقان مع التوهجات الشمسية. ولا ترتبط الطفرات في الكربون المشع بنشاط البقع الشمسية، والذي يرتبط في حد ذاته بنشاط التوهج. واستمرت بعض الارتفاعات عبر عدة سنوات.

وكان هناك تناقض في ملامح الكربون المشع بين المناطق للحدث نفسه. وبالنسبة لحدث رئيسي واحد، تم تسجيله في عام 774 م، أظهرت بعض الأشجار في بعض أجزاء العالم ارتفاعات حادة ومفاجئة في الكربون المشع لمدة عام واحد، بينما أظهر البعض الآخر ارتفاعا أبطأ على مدار عامين إلى ثلاثة أعوام.

ولا يعرف الباحثون، في هذه المرحلة، ما الذي يمكن أن يكون سببا لتلك الانفجارات، لكن هناك عددا من المرشحين. أحد هذه الأحداث هو مستعر أعظم، يمكن للإشعاع المنبعث منه أن ينفجر عبر الفضاء. ومن المحتمل أن يكون المستعر الأعظم حدث في عام 774 م، وأقام العلماء روابط بين طفرات الكربون المشع وأحداث مستعر أعظم أخرى محتملة، لكننا عرفنا مستعرات أعظم بدون طفرات كربونية مشعة.

وتشمل الأسباب المحتملة الأخرى الكواكب الشمسية الفائقة، ولكن من غير المرجح أن يكون انفجار قوي بما يكفي لإنتاج ارتفاع الكربون المشع 774 CE من شمسنا. وربما كان هناك بعض النشاط الشمسي غير المسجل سابقا. لكن الحقيقة هي أنه لا يوجد تفسير بسيط يشرح بدقة أسباب أحداث مياكي.

وهذا، وفقا للباحثين، مصدر قلق. وتغير العالم البشري بشكل كبير منذ عام 774 م. وقد يتسبب حدث مياكي الآن في ما يسميه العلماء “نهاية العالم على الإنترنت” حيث تتضرر البنية التحتية، وتضر بصحة المسافرين جوا، بل وتستنفد طبقة الأوزون.