1859年的卡林頓事件是有觀測記錄以來人類經(jīng)歷過最劇烈的一次太陽風(fēng)暴，然而2012年，日本名古屋大學(xué)的三宅芙沙帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，公元775年左右發(fā)生了一次超級(jí)太陽風(fēng)暴，強(qiáng)度是卡林頓事件的10倍到100倍。這些超級(jí)太陽風(fēng)暴可能來自萬年一遇的超級(jí)耀斑。如果今天地球被這樣的超級(jí)耀斑擊中，全球聯(lián)網(wǎng)的社會(huì)將會(huì)受到毀滅性破壞，所有的電子數(shù)據(jù)可能都會(huì)被抹去。
科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，超級(jí)太陽風(fēng)暴發(fā)生的頻率比我們想象的要高得多。最近，科學(xué)家在研究近代地質(zhì)化學(xué)史時(shí)，發(fā)現(xiàn)了歷史上存在著另外兩次超級(jí)太陽風(fēng)暴的證據(jù)。
同位素揭示超級(jí)太陽風(fēng)暴
一篇已發(fā)表的研究論文表明，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了兩次可怕的超級(jí)太陽風(fēng)暴事件，一次發(fā)生在公元前7176年，另一次發(fā)生在公元前5259年。研究人員認(rèn)為這兩次太陽風(fēng)暴的強(qiáng)度至少與公元775年的太陽風(fēng)暴相當(dāng)。
為了尋找這類太陽風(fēng)暴，研究人員需要對地球極地冰蓋樣本以及一些古樹樣本進(jìn)行化學(xué)分析。
當(dāng)太陽粒子撞擊地球大氣層時(shí)，大氣層中的多種元素會(huì)變成具有放射性的不穩(wěn)定形式，即變成了同位素。太陽活動(dòng)所形成的碳14同位素，會(huì)被樹木在生長過程中吸收。由于樹干上的每一圈年輪對應(yīng)著一個(gè)年份，科學(xué)家就能據(jù)此獲知由太陽活動(dòng)增加所引起的同位素峰值的準(zhǔn)確時(shí)間，即一圈年輪中的碳14越多，對應(yīng)年份撞擊地球大氣層的太陽粒子就越多。
通過研究極地冰芯中鈹10和氯36的濃度，也可以進(jìn)行類似的測量，但精度略低。所以，科學(xué)家將以上兩種方法結(jié)合，就可以精確描述太陽活動(dòng)的歷史事件。
瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的尼古拉斯·布雷姆及其團(tuán)隊(duì)正是先發(fā)現(xiàn)了冰芯中鈹10峰值的初步證據(jù)，接下來對年輪數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)了與之對應(yīng)的碳14峰值，揭示了公元前7176年的太陽耀斑事件。
而英格蘭歷史遺產(chǎn)保護(hù)局的科學(xué)測年負(fù)責(zé)人亞歷山德拉·貝利斯則注意到公元前5259年考古數(shù)據(jù)有一個(gè)空白，之后在研究這一時(shí)期樹木年輪中碳14的數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)峰值。布雷姆說：“這兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)上都出現(xiàn)了碳14含量激增。”而且其增長幅度類似于用來確認(rèn)公元775年太陽耀斑事件中所用的樣本。
起初，科學(xué)家并不確定是什么導(dǎo)致了這些放射性同位素含量的激增。2013年，美國沃什本大學(xué)的布賴恩·托馬斯領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)研究表明，太陽耀斑很可能就是幕后推手。
托馬斯說：“有人曾認(rèn)為公元775年的峰值可能來自超新星爆發(fā)或是伽馬射線暴，但這些現(xiàn)象實(shí)在太罕見，不可能導(dǎo)致如此頻繁的峰值。所以，這些解釋都不如太陽活動(dòng)的解釋合理。”
地磁暴往往會(huì)伴隨而來
卡林頓事件中，出現(xiàn)了大規(guī)模的地磁暴。
劇烈的太陽活動(dòng)可能伴隨著類似卡林頓事件的地磁暴，但強(qiáng)度更大。即便如此，科學(xué)家仍不清楚太陽粒子峰值和伴隨其產(chǎn)生的地磁暴強(qiáng)度之間的確切關(guān)聯(lián)。托馬斯說：“一場強(qiáng)大的太陽風(fēng)暴往往會(huì)伴隨著地磁暴，但并非總是如此。”甚至可能像卡林頓事件那樣，地磁暴根本不會(huì)引起碳14含量的激增。
然而有跡象表明，至少公元775年的太陽風(fēng)暴伴隨有強(qiáng)烈的極光，當(dāng)時(shí)的中國也有相關(guān)記載。這就說明了大量太陽粒子涌入的同時(shí)還伴隨有強(qiáng)烈的地磁暴。托馬斯說：“我們可以合理假設(shè)，所有這些強(qiáng)大的太陽耀斑事件都導(dǎo)致了強(qiáng)烈的地磁暴。”
超級(jí)太陽耀斑引起的超級(jí)太陽風(fēng)暴帶來的最主要的問題，是如果這樣的超級(jí)太陽耀斑發(fā)生在今天，它可能會(huì)嚴(yán)重破壞近地軌道上的衛(wèi)星和地面上的基礎(chǔ)設(shè)施。1989年3月，一場比卡林頓事件弱得多的地磁暴就使得整個(gè)加拿大魁北克省的電網(wǎng)過載，導(dǎo)致了12小時(shí)的停電。
最近，美國加利福尼亞大學(xué)歐文分校的桑吉塔·阿卜杜·喬蒂通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，如果今天發(fā)生一場卡林頓事件級(jí)別的太陽風(fēng)暴，它甚至?xí)?dǎo)致“互聯(lián)網(wǎng)末日”。太陽風(fēng)暴產(chǎn)生的高能粒子很可能會(huì)破壞國家之間的海底電纜，使全球互聯(lián)網(wǎng)中斷數(shù)周或數(shù)月。
一些科學(xué)家預(yù)測，在未來10年，卡林頓級(jí)事件發(fā)生的概率可能高達(dá)12%。我們可以通過監(jiān)測太陽活動(dòng)來預(yù)測這種級(jí)別的太陽風(fēng)暴，以便在超級(jí)太陽風(fēng)暴和隨之而來的地磁暴到來之前關(guān)閉衛(wèi)星和電網(wǎng)。(納森·奧卡拉漢 丁一)
