Les tempêtes solaires, manifestations intenses de l’activité du Soleil, génèrent des spectacles extraordinaires comme les aurores boréales, visibles parfois jusqu’aux latitudes moyennes.
Ces phénomènes, surveillés en permanence grâce à un réseau mondial de satellites pour la météo spatiale, ont aujourd’hui une documentation détaillée, mais comment pouvons-nous connaître les tempêtes solaires qui se sont produites il y a des milliers d’années ? La réponse se trouve dans les cernes des arbres, véritables archives naturelles de l’histoire terrestre.
Les arbres comme registres naturels des tempêtes solaires
Une équipe dirigée par Irina Panyushkina et Timothy Jull de l’Université de l’Arizona a étudié les cernes annuels des arbres pour identifier des traces des Événements Miyake, phénomènes rares et extrêmes de l’activité solaire. Ces événements, observés pour la première fois en 2012 par le physicien japonais Fusa Miyake, se caractérisent par une augmentation drastique des isotopes radioactifs comme le carbone-14, produit lorsque le rayonnement cosmique interagit avec l’atmosphère terrestre.
Les Événements Miyake sont exceptionnellement rares : seuls six ont été identifiés au cours des 14.500 dernières années.
L’événement le plus récent s’est produit entre 664 et 663 av.
J.-C., et sa présence a été confirmée grâce à l’analyse des cernes des arbres et des carottes de glace.
L’importance du carbone-14 et du béryllium-10
Le carbone-14, une forme radioactive du carbone, se forme lorsque les rayons cosmiques frappent l’azote dans l’atmosphère, générant une réaction qui produit du dioxyde de carbone radioactif.
Les arbres absorbent ce dioxyde de carbone par la photosynthèse, enregistrant ainsi la quantité de radiocarbone présente dans l’atmosphère à une année donnée.
L’augmentation soudaine de cet isotope dans un cerne indique un événement solaire exceptionnel.
Pour valider les résultats, les chercheurs comparent les niveaux de carbone-14 avec d’autres isotopes, comme le béryllium-10, présent dans les carottes de glace extraites des glaciers du Pôle Nord et du Pôle Sud.
Le béryllium-10 se forme de manière similaire au carbone-14, suite à l’interaction entre les particules solaires et l’atmosphère.
Lorsque les données des arbres et de la glace coïncident, il est possible de confirmer avec précision la date d’un événement solaire.
Études sur les arbres anciens et les glaciers
Pour étudier l’événement Miyake de 664-663 av.
J.-C., l’équipe a analysé des échantillons d’arbres récupérés le long des rives boueuses du fleuve Ob, en Sibérie, et de sites archéologiques.
La cellulose du bois a été soumise à une combustion pour détecter la présence de radiocarbone.
Parallèlement, les carottes de glace provenant des glaciers ont montré une augmentation du béryllium-10 à la même période, confirmant la coïncidence temporelle. Cette synergie entre les archives naturelles terrestres – arbres et glaciers – a permis de dater avec une extrême précision l’extrême tempête solaire Miyake, un résultat publié dans la revue Communications Earth & Environment.
Tempêtes solaires et météo spatiale
La surveillance moderne des tempêtes solaires offre des outils précieux pour étudier leur impact sur notre planète. Bien que les phénomènes extrêmes comme les Événements Miyake soient rares, les tempêtes solaires plus courantes continuent d’influencer la Terre, avec des effets sur les infrastructures technologiques comme les satellites, les réseaux électriques et les communications.
Ces études montrent que le passé offre des indices fondamentaux pour mieux comprendre les risques futurs associés à l’activité solaire et à la météo spatiale.
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