Le tempeste solari, manifestazioni intense dell’attività del Sole, generano spettacoli straordinari come le aurore boreali, visibili talvolta fino alle medie latitudini. Questi fenomeni, monitorati costantemente grazie a una rete globale di satelliti per il meteo spaziale, hanno oggi una documentazione dettagliata, ma come possiamo conoscere le tempeste solari che si sono verificate migliaia di anni fa? La risposta si trova nei cerchi degli alberi, veri e propri archivi naturali della storia terrestre.
Gli alberi come registri naturali delle tempeste solari
Un team guidato da Irina Panyushkina e Timothy Jull dell’Università dell’Arizona ha studiato i cerchi annuali degli alberi per individuare tracce degli Eventi Miyake, fenomeni rari ed estremi dell’attività solare. Questi eventi, osservati per la prima volta nel 2012 dal fisico giapponese Fusa Miyake, si caratterizzano per un drastico aumento degli isotopi radioattivi come il carbonio-14, prodotto quando la radiazione cosmica interagisce con l’atmosfera terrestre.
Gli Eventi Miyake sono eccezionalmente rari: ne sono stati identificati solo sei negli ultimi 14.500 anni. L’evento più recente si è verificato tra il 664 e il 663 a.C., e la sua presenza è stata confermata grazie all’analisi degli anelli degli alberi e dei nuclei di ghiaccio.
L’importanza del carbonio-14 e del berillio-10
Il carbonio-14, una forma radioattiva del carbonio, si forma quando i raggi cosmici colpiscono l’azoto nell’atmosfera, generando una reazione che produce anidride carbonica radioattiva. Gli alberi assorbono questa anidride carbonica attraverso la fotosintesi, registrando così la quantità di radiocarbonio presente nell’atmosfera in un dato anno. L’aumento improvviso di questo isotopo in un anello indica un evento solare eccezionale.
Per validare i risultati, i ricercatori confrontano i livelli di carbonio-14 con altri isotopi, come il berillio-10, presente nei nuclei di ghiaccio estratti dai ghiacciai del Polo Nord e del Polo Sud. Il berillio-10 si forma in modo simile al carbonio-14, a seguito dell’interazione tra particelle solari e atmosfera. Quando i dati degli alberi e del ghiaccio coincidono, è possibile confermare con precisione la data di un evento solare.
Studi sugli alberi antichi e i ghiacciai
Per studiare l’evento Miyake del 664-663 a.C., il team ha analizzato campioni di alberi recuperati lungo le sponde fangose del fiume Ob, in Siberia, e da siti archeologici. La cellulosa del legno è stata sottoposta a combustione per rilevare la presenza di radiocarbonio. Parallelamente, i nuclei di ghiaccio provenienti dai ghiacciai hanno mostrato un incremento del berillio-10 nello stesso periodo, confermando la coincidenza temporale.
Questa sinergia tra gli archivi naturali terrestri – alberi e ghiacciai – ha permesso di datare con estrema precisione l’estrema tempesta solare Miyake, un risultato pubblicato sulla rivista Communications Earth & Environment.
Tempeste solari e meteo spaziale
Il monitoraggio moderno delle tempeste solari offre strumenti preziosi per studiarne l’impatto sul nostro pianeta. Sebbene i fenomeni estremi come gli Eventi Miyake siano rari, le tempeste solari più comuni continuano a influenzare la Terra, con effetti su infrastrutture tecnologiche come i satelliti, le reti elettriche e le comunicazioni. Questi studi dimostrano che il passato offre indizi fondamentali per comprendere meglio i rischi futuri associati all’attività solare e al meteo spaziale.