Picco del carbonio-14 del 774-775

Misurazioni della concentrazione di carbonio-14 in alberi provenienti dal Giappone (cerchi neri) e dalla Germania (cerchi rossi e bianchi). La linea nera continua rappresenta la previsione teorica corrispondente ad un evento istantaneo di creazione del carbonio-14.

Il picco del carbonio-14 del 774-775 è stato un aumento della concentrazione del carbonio-14 (un isotopo radioattivo del carbonio) osservato negli anelli di accrescimento degli alberi datati tra gli anni 774 e 775; tale aumento è circa 20 volte più alto del normale tasso di variabilità. Il picco è stato scoperto durante uno studio di esemplari di Cryptomeria japonica, in Giappone, e l'anno è stato stabilito attraverso la dendrocronologia.[1] Ad esso è stato anche associato un aumento della concentrazione del berillio-10 rilevato nelle carote di ghiaccio dell'Antartide.[2]

L'evento appare essere stato globale: lo stesso aumento del carbonio-14 è stato osservato in alberi provenienti da Germania, Russia, Stati Uniti e Nuova Zelanda.[2][3][4]

Il segnale esibisce un aumento improvviso dell'1,2%, seguito da una lenta diminuzione: tale andamento è tipico di una produzione istantanea di carbonio-14 nell'atmosfera,[2] e indica che l'evento fu di breve durata. La produzione media globale di carbonio-14 è stata calcolata in .[2][5][6]

Ipotesi

Per spiegare il picco sono state avanzate diverse ipotesi.

La Cronaca anglosassone riferisce che, nel 774, un "crocifisso rosso" apparve nei cieli della Britannia; nessun resto di supernova è stato trovato corrispondente a questo anno, e quindi tale fenomeno è stato interpretato come un'aurora boreale.[2]

In Cina, non ci sono riferimenti chiari ad un'aurora boreale in quegli anni (a differenza di quanto accaduto nel 762); inoltre, gli avvistamenti di comete del decennio non corrispondono ai fenomeni atmosferici che ci si aspetterebbe.[7] Tuttavia, una "tempesta" anomala è stata registrata nel 774.[8]

La spiegazione usuale è che l'evento sia stato causato da un brillamento solare molto forte, forse il più forte conosciuto.[2][5][9][10][11] Un'altra possibile origine, un lampo gamma,[6][12] è improbabile poiché l'evento ha anche causato aumenti degli isotopi 10Be e 36Cl.[11]

Frequenza di eventi simili

L'evento del 774 è il maggior picco degli ultimi 11000 anni tra gli isotopi cosmogenici,[9] ma non è l'unico. Un evento simile è avvenuto tra il 993 e il 994, sebbene abbia raggiunto un'intensità solo del 60% rispetto all'evento del 774-775.[13] Si sospetta che diversi altri eventi dello stesso tipo siano avvenuti durante l'Olocene.[9]

Da questa statistica, ci si aspetta che forti eventi di questo tipo, denominati eventi di Miyake, avvengano una volta per qualche decina di millenni, mentre eventi di Miyake più lievi possono avvenire una volta ogni millennio o anche una volta ogni secolo. L'evento del 774 non ha avuto gravi conseguenze per la vita sulla Terra,[10] ma, se fosse avvenuto in tempi moderni, avrebbe potuto causare danni catastrofici alla moderna tecnologia, in particolare ai sistemi di comunicazione e di posizionamento basati sui satelliti artificiali. Inoltre, un brillamento capace di produrre un evento simile porrebbe rischi considerevoli agli astronauti.[14]

Note

  1. ^ F. Miyake, K. Nagaya, K. Masuda, T. Nakamura, A signature of cosmic-ray increase in AD 774–775 from tree rings in Japan, in Nature, vol. 486, n. 7402, pp. 240-242, Bibcode:2012Natur.486..240M, DOI:10.1038/nature11123, PMID 22699615.
  2. ^ a b c d e f I. G. Usoskin, B. Kromer, F. Ludlow, J. Beer, M. Friederich, G.A. Kovaltsov, S.K. Solanki, L. Wacker, The AD775 cosmic event revisited: The Sun is to blame, in Astronomy & Astrophysics, vol. 552, n. 1, 2013, p. L3, Bibcode:2013A&A...552L...3U, DOI:10.1051/0004-6361/201321080, arXiv:1302.6897.
  3. ^ A.J.T. Jull, I.P. Panyushkina, T.E. Lange et al., Excursions in the 14C record at AD 774-775 in tree rings from Russia and America, in Geophysical Research Letters, vol. 41, 2014, pp. 3004-3010, Bibcode:2014GeoRL..41.3004J, DOI:10.1002/2014GL059874.
  4. ^ D. Güttler, J. Beer, N. Bleicher, The 774/775 AD event in the southern hemisphere, in Annual report of the laboratory of ion beam physics, ETH-Zurich, 2013.
  5. ^ a b A.L. Melott, B.C. Thomas, Causes of an AD 774-775 C increase, in Nature, vol. 491, 2012, p. E1, Bibcode:2012Natur.491E...1M, DOI:10.1038/nature11695, PMID 23192153, arXiv:1212.0490.
  6. ^ a b A.K. Pavlov, A.V. Blinov, A.N. Konstantinov et al., AD 775 pulse of cosmogenic radionuclides production as imprint of a Galactic gamma-ray burst, in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 435, 2013, pp. 2878-2884, Bibcode:2013MNRAS.435.2878P, DOI:10.1093/mnras/stt1468, arXiv:1308.1272.
  7. ^ J. Chapman, D.L. Neuhäuser, R. Neuhäuser, R., M. Csikszentmihalyi, A review of East Asian reports of aurorae and comets circa AD 775, in Astronomische Nachrichten, vol. 336, n. 6, WILEY-VCH Verlag, 2015, pp. 530-544, Bibcode:2015AN....336..530C, DOI:10.1002/asna.201512193.
  8. ^ Ya-Ting Chai e Yuan-Chuan Zou, Searching for events in Chinese ancient records to explain the increase in 14C from 774–775 CE and 993–994 AD, in Research in Astronomy and Astrophysics, vol. 15, n. 9, 2015.
  9. ^ a b c I.G. Usoskin, G.A. Kovaltsov, Occurrence of Extreme Solar Particle Events: Assessment from Historical Proxy Data, in The Astrophysical Journal, vol. 757, 2012, p. 92, Bibcode:2012ApJ...757...92U, DOI:10.1088/0004-637X/757/1/92, arXiv:1207.5932.
  10. ^ a b B.C. Thomas, A.L. Melott, K.R. Arkenberg, B.R. Snyder, Terrestrial effects of possible astrophysical sources of an AD 774-775 increase in 14C production, in Geophysical Research Letters, vol. 40, n. 6, 2013, p. 1237, Bibcode:2013GeoRL..40.1237T, DOI:10.1002/grl.50222, arXiv:1302.1501.
  11. ^ a b Mekhaldi et al., Multiradionuclide evidence for the solar origin of the cosmic-ray events of ᴀᴅ 774/5 and 993/4, in Nature Communications, vol. 6, 2015, p. 8611, Bibcode:2015NatCo...6E8611M, DOI:10.1038/ncomms9611, PMC 4639793, PMID 26497389.
  12. ^ V.V. Hambaryan, R. Neuhauser, A Galactic short gamma-ray burst as cause for the 14C peak in AD 774/5, in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 430, n. 1, 2013, pp. 32-36, Bibcode:2013MNRAS.430...32H, DOI:10.1093/mnras/sts378, arXiv:1211.2584.
  13. ^ F. Miyake et al., Another rapid event in the carbon-14 content of tree rings, in Nature Communications, vol. 4, 2013, p. 1748, Bibcode:2013NatCo...4E1748M, DOI:10.1038/ncomms2783, PMID 23612289.
  14. ^ L. W. Townsend et al., Extreme solar event of AD775: Potential radiation exposure to crews in deep space, in Acta Astronautica, Special Section: Selected Papers from the International Workshop on Satellite Constellations and Formation Flying 2015, vol. 123, 1º giugno 2016, pp. 116-120, DOI:10.1016/j.actaastro.2016.03.002.

Voci correlate

  Portale Astronomia