Годовые кольца деревьев сохранили следы резких пиков содержания радиоактивного углерода в земной атмосфере. Обычно их связывают с аномально мощными вспышками на Солнце. Однако новый анализ показал, что все не так просто и наше светило вряд ли связано с этими событиями. Возможно, все дело в близких вспышках сверхновых.
Углекислый газ в земной атмосфере всегда содержит небольшие количества радиоактивного углерода-14. Отсюда он попадает и в живые организмы, которые содержат его в той же концентрации, что в воздухе. Некоторые явления способны менять содержание углерода-14 в атмосфере, и эти изменения остаются зафиксированы в годовых кольцах древесины, позволяя использовать остатки давно погибших стволов в качестве инструмента для датировки природных явлений и археологических находок.
Привязать срез дерева к определенной дате помогают, например, события Мияке — кратковременные и сильные скачки атмосферной концентрации углерода-14. Самый мощный из них относится к 774 году, хотя всего насчитывают до шести таких событий, относящихся также к 993 и 660 годам нашей эры, а также 5259, 5410 и 7176 годам до нашей эры. В эти годы растения по всей планете накопили в несколько раз больше радиоактивного углерода, чем обычно.
Точная причина таких скачков остается неизвестной. Некоторые ученые связывают их с взрывами сравнительно близких сверхновых или с гамма-всплесками. А самая популярная гипотеза считает события Мияке результатом аномально высокой солнечной активности и возникновением мощных вспышек. На них, в частности, указывают летописи 774 года, в которых зафиксированы необычно сильные полярные сияния.
Однако новая работа ученых из австралийского Университета Квинсленда опровергает связь событий Мияке с Солнцем. Статья Бенджамина Поупа (Benjamin Pope) и его коллег опубликована в журнале Proceedings of the Royal Society A.
Авторы исследования подошли к задаче системно, исходя из того, что правильная интерпретация годовых колец деревьев требует точного понимания глобального цикла углерода, который непосредственно влияет на накопление радиоактивных изотопов. Ученые опирались на блочную модель этого цикла. Она рассматривает движение углерода между несколькими «резервуарами»: атмосферой, биосферой и так далее.
Поуп с коллегами составили компьютерную программу, позволяющую рассчитывать углеродный цикл в рамках блочной модели, и провели такие вычисления для последних десяти тысяч лет. Они дали более детальную картину событий Мияке и показали, что те не совпадают с данными о циклической активности Солнца. Более того, профиль накопления углерода оказался различным для деревьев в разных регионах планеты. В том же 774 году одни из них сохранили резкий пик углерода-14, а другие — более плавный, растянутый на несколько лет.
Ученые затрудняются предложить другое объяснение событиям Мияке, альтернативное гипотезе о солнечной активности. С одной стороны, для события 774-го и некоторых других лет есть данные о вспышках сверхновых. С другой — некоторые из событий, похоже, со сверхновыми связаны быть не могли. Возможно, природа пиков накопления углерода-14 сложнее, чем казалось до сих пор.