• РЕГИСТРАЦИЯ
Коронавирус. Последние новости

Forbes (США): скачок в показаниях углерода-14 произошел 1200 лет назад на всей нашей планете, а виновником оказалось Солнце

0 210

Группа японских ученых обнаружила резкий скачок содержания углерода-14 на Земле, который произошел 1200 лет назад,. После нескольких лет исследований виновник этого явления был обнаружен — им оказалось Солнце.

06.04.2020

Этан Сигел (Ethan Siegel)

Время от времени наука преподносит нам загадку, которая оказывается полной неожиданностью. Как правило, когда мы разрезаем дерево и начинаем изучать кольца на срезе, мы обнаруживаем следы разных видов углерода на этих кольцах, в том числе углерод-12, углерод-13 и углерод-14. В то время как доля карбона-12 и карбона-13, судя по всему, со временем не меняется, углерод-14 — это совершенно другая история. Его количество медленно сокращаться в полупериоде, составляющем немногим более 5000 лет, а типичное отличие его содержания в годичных кольцах составляет 0,06%.

Однако в 2012 году группа японских ученых анализировала древесные кольца, относящиеся к 774-775 годам, и их ожидало удивительное открытие. Вместо обычных изменений, которые были для них привычными, они обнаружили резкий скачок содержания углерода-14, то есть в 20 раз больше по сравнению с обычным его количеством. После нескольких лет исследований виновник этого явления был обнаружен — это было Солнце. Далее следует научный рассказ о том, как мы об этом узнали.

Очень давно наша Солнечная система образовалась из молекулярного облака, состоявшего из газа. Кроме водорода и гелия, сохранившихся после Большого Взрыва, в этом облаке находился целый ряд тяжелых элементов, составлявших оставшуюся часть периодической таблицы, которые вернулись в межзвездную среду из обломков предыдущих поколений звезд. Среди них выделялся один элемент — углерод, четвертый по степени распространенности элемент во всей вселенной.

Большую часть находящегося на Земле углерода, образовавшегося в результате столь далекого от нас события, составляет углерод-12, который состоит из шести протонов и шести нейтронов в своем ядре. Очень небольшая часть нашего углерода, около 1,1%, существует в виде углерода-13, у которого на один нейтрон больше по сравнению с более распространенным углеродом-12. Но существует и другая форма углерода, которая является не только редкой, но и неустойчивой — это углерод-14 (у него два дополнительных нейтрона по сравнению с углеродом-12), и именно в нем содержится ключ к разгадке.

В отличие от углерода-12 и углерода-13, углерод-14 с его шестью протонами и восемью нейтронами в своем ядре является нестабильным по своей природе. Период полураспада углерода-14 немного превышает 5000 лет, а затем его атомы превращаются в азот-14, испуская при этом один электрон и один антиэлектрон, или нейтрино. Все атомы углерода-14, сформировавшиеся до образования Земли, должны были уже давно разложиться, не оставив следа.

Однако на Земле можно обнаружить углерод-14. Примерно 1 из триллиона атомов углерода имеет восемь нейтронов, и это свидетельствует о том, что существует какой-то способ, позволяющий образовываться на нашей планете этим нестабильным изотопам. В течение долгого времени мы знали, что углерод-14 существует, однако его происхождение оставалось неясным. Однако в 20-м столетии мы, наконец, смогли в этом разобраться: углерод-14 возникает из заряженных высокой энергией космических частиц, которые сталкиваются с нашим миром. Вселенная заполнена такого рода частицами, обладающими высоких энергетическим зарядом. Они известны еще как космические лучи, а их источниками являются Солнце, звезды, мертвые звезды, черные дыры, и даже галактики за пределом Млечного пути. Большинство из них являются простыми протонами, однако некоторые имеют более тяжелое атомные ядра, другие являются электронами, но есть даже небольшое количество позитронов — это состоящие из антиматерии эквиваленты электронов.

Независимо от их состава, первое, с чем сталкиваются космические лучи при приближении к Земле, это ее атмосфера, и в результате возникает целый ряд цепных реакций и взаимодействий. В этот момент происходит образование самых разных новых частиц, в том числе фотонов, электронов, позитронов, нестабильных частиц света (мезонов и мюонов), а также таких более известных частиц как протоны и нейтроны. В частности, нейтроны имеют исключительную важность для образования углерода-14.

Большая часть земной атмосферы — примерно 78% — состоит из газа азота, который сам по себе является двухатомной молекулой, состоящей из двух атомов азота. Каждый раз, когда нейтрон сталкивается с ядром азота, состоящим из 7 протонов и 7 нейтронов, возникает определенная вероятность того, что они могут вступить во взаимодействие с этим яром и заменить один из его протонов. В результате атом азота-14 (с нейтроном) превращается в атом углерода-14 (с протоном).

После того как вы произвели углерод-14, он начинает себя вести, как любой другой атом углерода. Он без труда образует двуокись углерода в нашей атмосфере. А также смешивается с атмосферой и с океанами. Он проникает в растения, его потребляют животные, и он легко прокладывает себе путь в живые организмы, пока не достигнет равновесной концентрации. Когда организм погибает (или когда полностью формируется кольцо в стволе дерева), никакие новые атому углерода-14 в него уже не проникают, после чего все существовавшие атомы углерода-14 начинают медленно, но неуклонно разлагаться.

Когда вы слышите выражение «датирование по углероду» (carbon dating), то вот что под этим подразумевают ученые: они измеряют углерод-14 в соотношении с углеродом-12. Если нам известно соотношение между углеродом-14 и углеродом-12, существовавшее в живом организме (поскольку оно, как правило, отличается по году всего примерно на 0,06%), и мы имеем также соотношение между углеродом-14 и углеродом-12 на сегодняшний день (некоторые его атомы уже разложились из-за его неустойчивой радиоактивной природы), то мы на основании этих данных можем установить, с какого времени этот организм перестал получать дополнительное количество углерода-14.

Насколько можно судить, уровень углерода-14 в мире оставался примерно постоянным в течение нескольких последних тысячелетий. Единственным изменением, по крайней мере на начало 2010-х годов, происходило из-за взрывов ядерных бомб в атмосфере. Тем не менее, в 2012 году весь научный мир испытал шок: два разных кедра, относящиеся приблизительно к 774/775 году, а также их кольца были проанализированы японскими специалистами на предмет содержание углерода-14, и они обнаружили значительный скачок показателей, которые в некоторых случаях оказались в 20 раз больше, чем это можно было бы объяснить естественными колебаниями.

Единственным разумным объяснением можно считать такое — примерно в этом время Земля подверглась интенсивной бомбардировке космических лучей, что и явилось причиной количественного роста показателей углерода-14. Хотя в абсолютных значениях это различие незначительное — всего на 1,2% больше углерода-14, чем обычно — это, тем не менее, это намного больше показателей известного нам обычного колебания.

Более того, подобный всплеск был затем подтвержден еще в трех годичных кольцах в разных частях планеты — от Германии и России до Новой Зеландии и Соединенных Штатов. Обнаруженные в разных странах результаты совпадают, а объяснение этого явления может быть самым разным — от возросшей солнечной активности и космических вспышек до прямого воздействия удаленного гамма-всплеска. Однако к данным относительно углерода-14 со временем были добавлены несколько других исторических и научных наблюдений, и именно это позволило нам разгадать данную загадку.

В давние времена «красный крест был замечен в небе», что было зафиксировано в Англо-саксонской хронике 774 года, и это могло иметь отношение либо к суперновой (никаких следов ее не было обнаружено), либо к полярному сиянию (auroral event). В Китае был в 775 году отмечена аномальная «буря», и это было заметным событием, поскольку ни о каком другом подобного рода явлении никаких упоминаний нет.

Кроме того, к данным годичных колец на стволе дерева были добавлены сведения, полученные на основе изучения ледяных кернов из Антарктики. В то время как кольца на дереве показывают скачок показателей содержания углерода в 774/775 годах, данные ледяного керна свидетельствуют о похожем всплеске показателей радиоактивного бериллия-10 и хлора-36. Исходя из этого, можно предположить наличие связи со значительным энергетическим событием с участием солнечных частиц. Подобного рода явление, вероятно, можно сравнить с известным «событием Кэррингтона» (Carrington event) в 1859 году — речь идет о самом сильном солнечном шторме в недавней истории. а сохранившиеся исторические данные также подтверждают такого рода объяснение.

Кроме того, были обнаружены еще два явления, которые могут показать похожие скачки в этих изотопах: немного меньшее увеличение показателей в 993\994 годы, а также более раннее событие, относящееся примерно к 660 году до Новой эры. Данные всех этих событий указывают на общий источник, который обязательно должен был включать в себя большой поток протонов с определенными энергетическими показателями.

Это соответствует относительно обычным событиям, происходящим на Солнце — речь идет о выбросе солнечных протонов. Однако это не соответствует сценарию с гамма-взрывом, в результате которого не возникают соответствующие потоки протонов, которые могли бы объяснить одновременное образование бериллия-10. Та же японская группа, члены которой первоначально предложили гамма-взрыв в качестве объяснения данных на кольцах дерева, относящихся к 774/775 годам, после изучения своих собственных измерений относительно событий 993/994 годов, пришла к следующему выводу:

«Весьма велика вероятность того, что эти события имели одну причину. С учетом повышения частотного уровня событий с участием углерода-14, можно сказать, что солнечная активность является вероятной причиной этих событий».

Время от времени Солнце, на самом деле, выбрасывает энергетически заряженные частицы прямо в направлении Земли. Иногда магнитное поле нашей планеты отражает их, а иногда направляет эти частицы в нашу атмосферу. Когда они достигают атмосферы Земли, они могут создавать полярное сияние, разрушать локальные магнитные поля, а также — если мы в достаточной степени развиты в технологическом отношении — они могут вызывать разного рода помехи в наших электрических сетях и устройствах, и это может нанести ущерб инфраструктуре на триллионы долларов.

Сегодня мы знаем о существовании самых разных связанных с Солнцем событий, который воздействуют на Землю. Нам также стало известно, что самые масштабные явления происходят чаще, чем один раз в тысячелетие. Мы не можем предсказать, когда случится новое событие такого рода, однако можно быть уверенным в том, что его последствия для человеческого общества будут весьма значительными. В будущем вновь произойдет скачок показателей углерода-14, но, тогда воздействию этого явления подвергнутся многие вещи на нашей планете, а не только годичные кольца и ледяные керны. Все мы коллективно должны решить, каким образом нам следует к этому подготовиться.

Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.

https://inosmi.ru/science/2...

Делай, что должно, и будь, что будет.

    Расклад по США: список основных событий плюс экономический бэкграунд

    События в США развиваются даже быстрее, чем я думал. В Миннесоту и Джорджию введены Нацгвардия и военная полиция (я всегда думал, что функции MP – следить за правонарушителями внутри армии,...

    14 добрых и дельных советов американскому Майдану

    Спецкор КП, работавший на семи майданах и революциях, решил дать добрые советы американским протестующим. И так, 14 шагов к победе над демократией:Как известно, за всеми «цветными революциями» и майда...

    Невозможное возможно.

    Вся планета, затаив дыхание, следила сегодня за первым запуском американского пилотируемого корабля Crew Dragon SpaceX. Ещё бы, это грандиозное событие, воистину небывалое в истории человечества. Перв...

    Ваш комментарий сохранен и будет опубликован сразу после вашей авторизации.

    0 новых комментариев

      Линде Лаврову: вот как работает стратегия по коронавирусу (Svenska Dagbladet, Швеция)

      Глава МИД Швеции Анн Линде обсудила с Сергеем Лавровым по видеосвязи шведскую стратегию борьбы с коронавирусом. Ее часто описывают ошибочно, и это вредит образу Швеции, подчеркнула Линде. Она уверена, что Лавров, напротив, все понял правильно. 29.05.2020Тина Магнергорд Бьерс (Tina Magnergård Bjers)Во время встречи министра иностранных дел Анн Линде (Ann ...
      90

      Предшественница Андерса Тегнелля: возможно, Швеция выбрала неправильную стратегию, а Дания заслуживает похвалы (Berlingske, Дания)

      Анника Линде, которая была главным эпидемиологом Швеции до прославившегося на весь мир Андерса Тегнелля, сначала поддерживала его курс, но сейчас поменяла мнение. Стратегия «шведских генералов войны с коронавирусом» потерпела неудачу, признает она. А вот Дания действовала правильно. 29.05.2020Миккель Даниэльсен (Mikkel Danielsen)Когда-то бывший главный э...
      466

      Nordkurier (Германия): Мекленбург — Передняя Померания показывает США красную карточку

      Целый ряд немецких политиков единодушно раскритиковали Трампа и его посла в Германии за их угрозы ввести санкции против «Северного потока — 2». Особенно недовольны в ландтаге земли Мекленбург — Передняя Померания, где находится конечная точка газопровода. Призывают даже ответить американцам санкциями ЕС. Кабинет и ландтаг единодушны: угрозы Трампа ввести...
      109

      Le Figaro (Франция): Москва тестирует свой коллективный иммунитет

      Россия — не единственная страна, которая стремится установить уровень иммунизации населения. Согласно первым результатам, здесь показатель крайне высок по сравнению с тем, что наблюдается в других странах. 29.05.2020Эстель Левресс (Estelle Levresse)В вестибюле висят свеженапечатанные плакаты о новом тестировании, которое вот уже около десяти дней предлаг...
      110

      The Washington Post (США): ученые пытаются понять, почему в США и Европе covid-19 унес больше жизней, чем в Азии

      Ученые отмечают, что смертность от covid-19 в Азии оказалась ниже, чем в Западной Европе и Северной Америке. Что стало причиной этого: различия в системах здравоохранения и реакции властей на пандемию, или несходство в генетике жителей этих регионов. 29.05.2020Саймон Деньер (Simon Denyer), Джоэл Ахенбах (Joel Achenbach)Токио — Это стало одной из главных ...
      82

      Ложь Трампа и его пропаганда свидетельствуют: Америке нужна своя перестройка (NBC News, США)

      США могли бы многое перенять из опыта предпринятой в СССР попытки реализовать программу серьезных преобразований. Автор считает, что нынешняя Америка практически адекватна Советскому Союзу времен Леонида Брежнева и основана на лжи, несправедливости и неуважении к человеку. 29.05.2020Нина Хрущева (Nina Khrushcheva)Президент Дональд Трамп 13 апреля начал с...
      58

      Хуаньцю шибао (Китай): наука проигрывает политике, поэтому США проигрывают коронавирусу

      Единственная в мире сверхдержава находится в упадке и тянет за собой «на дно» весь мир – так описывает ситуацию с covid-19 в США «Хуаньцю шибао». Всему виной действия Трампа, который сделал выбор в пользу политики, а не науки. «Большой рот Трампа всегда несет какой-то бред», – соглашаются китайские читатели. 29.05.2020Редакционная статьяВ Соединенных Шта...
      61

      Parlamentní listy (Чехия): сегодня хорош любой аргумент против России

      О памятнике власовцам бывший чешский дипломат высказался категорично — увековечивать память двойным изменникам ненормально. Некоторые политики одержимы эгоцентризмом и собственным «пиаром». Пользуясь тем, что сейчас хорош любой аргумент против России, им и власовцы сгодились, говорит политик. «Что касается памятника двойным изменникам, то власовцы воевал...
      112

      American Thinker (США): очевидно, для некоторых чернокожих значение имеют лишь некоторые черные жизни

      Недавние акции протеста в США, вызванные гибелью афроамериканца после его задержания белыми полицейскими, выявили необычную тенденцию, пишет автор. Если чернокожий погибает от действий белых, то это «проявление расизма». Но смертельные разборки между «цветными» сообществами — лишь материал для полицейских сводок. 29.05.2020Этель Фениг (Ethel C. Fenig)По ...
      147

      МИД КНР: Китай высоко оценивает позицию России в связанных с Гонконгом вопросах (Синьхуа, Китай)

      Представитель МИД КНР Чжао Лицзянь на пресс-конференции прокомментировал заявление Сергея Лаврова по поводу Гонконга. Сейчас, несмотря на кризис, отношения России и Китая продолжают стабильно развиваться, и позиция России в вопросе Гонконга – лишнее тому доказательство, подчеркнул он. Китай полностью согласен и высоко оценивает позитивное заявление Росси...
      701

      Юмор о президентах. The New Yorker (США): Трамп требует перенести съезд Республиканской партии из Северной Каролины в Москву

      Президенту США откровенно не нравится идея проведения национально съезда Республиканской партии США в городе Шарлотт, который он считает «задрипанным городишкой неудачников». Он требует по ряду причин провести съезд в Москве, городе, который нравится ему гораздо больше. 28.05.2020Энди Боровиц (Andy Borowitz)Вашингтон — В продолжение перепалки с Роем Купе...
      107

      Washington Examiner (США): российские летчики третий раз за два месяца осуществляют «небезопасный» перехват американского самолета-разведчика

      ВМС США заявили, что российские летчики осуществили якобы небезопасный перехват американского самолета-разведчика. Это не первая жалоба. Возможно, Америке лучше было бы не жаловаться, а перестать отправлять разведчиков к границам России. Тем более, Вашингтон сам пожелал выйти из Договора по открытому небу. 28.05.20209Кейтлин Йилек (Caitlin Yilek)Во вторн...
      284

      The National Interest (США): почему Америка неверно трактует роль России в Сирии

      Характерное для Вашингтона прочтение политической карты Ближнего Востока исполнено ошибочных предположений, подобных тем, которые предсказывали крах сирийского режима в первые месяцы сирийского восстания, отмечает автор. 28.05.2020Роберт Рэбил (Robert G. Rabil)В недавней череде репортажей и заявлений, касающихся внешней политики России в Сирии и ссор меж...
      155

      Info (Чехия): горькая пилюля для Кремля. Асад и Хафтар обозначили пределы российской державной политики

      И ливийский генерал Хафтар, и сирийский президент Башар Асад сводят на нет попытки России избежать столкновения с Турцией. Они все больше используют Россию в своих целях и затягивают ее в неприятные ситуации. А их поддержка чревата для Москвы лишними тратами, пишет издание. 28.05.2020Карел Свобода (Karel Svoboda)В последние месяцы все чаще звучат предпол...
      175

      Gazeta Wyborcza (Польша): Газпром способствовал повышению цен на газ, ограничив транзит через Польшу

      Еще недавно Польша радовалась, что не продлила договор с Газпромом на транзит газа в Европу по Ямальскому газопроводу и уверяла всех в правильности своего решения. Теперь же, когда Газпром резко сократил поставки газа в Европу через Польшу, в результате чего выросли цены на европейских биржах, она видит в этом происки Газпрома. 28.05.2020Анджей Кублик (A...
      839

      Cumhuriyet (Турция): США и Россия заключили «соглашение о переделе»?

      Есть ли основания считать, что Россия отказалась от Асада и заключила соглашение с США, как утверждают некоторые эксперты? По мнению автора, Москва и Вашингтон находятся в состоянии серьезного противостояния, которое может еще более обостриться. Перехват американского самолета в Восточном Средиземноморье — яркий тому пример. 28.05.2020Мехмет Али Гюллер (...
      619

      N-TV: во главе Совета ЕС Меркель обещает дружить с США и критиковать Россию

      С 1 июля председательство в Совете ЕС переходит ФРГ, сообщает N-TV; в связи с этим Ангела Меркель заявила, что основными европейскими приоритетами станут борьба с последствиями пандемии, отношения с Великобританией и европейская система предоставления убежища. Кроме того, Меркель отметила, что председательство в Совете будет использовано для продолжения «критически-ко...
      280

      Французский политолог: пандемия показала, что всё крутится вокруг противостояния США и Китая — даже Россия

      Коронавирус не изменил мир до неузнаваемости, а лишь ускорил уже существующие тенденции, заявил французский политолог Тьерри де Монбриаль в интервью Le Figaro. С усилением КНР в мире идёт процесс перераспределения власти, в центре которого находится противостояние между Пекином и Вашингтоном. «Пандемия не изменит международную систему, а скорее усилит не...
      288

      CBS News: исторический полёт SpaceX отменили из-за погодных условий

      Запуск первого за девять лет космического корабля из Соединённых Штатов пришлось отложить из-за плохих метеоусловий, пишет CBS News. Издание отмечает, что NASA предпримет вторую попытку совершить исторический полёт в субботу, когда ожидается более благоприятная погода. Компания SpaceX была вынуждена отложить долгожданный запуск космического корабля Crew ...
      593

      Mitteldeutscher Rundfunk (Германия): достроит ли Россия «Северный поток — 2» самостоятельно?

      Несмотря на прибытие трубоукладчика «Академик Черский» в Германию, Газпром пока не комментирует планы относительно «Северного потока — 2». Но специалисты не сомневаются, что Россия не откажется от этого проекта. Просто экономических причин для спешки у Газпрома нет, рассуждает MDR. 28.05.2020Максим КиреевСтроительство газопровода «Северный поток — 2», пр...
      734
      Служба поддержи

      Яндекс.Метрика