Dans Septembre 1859la même année où Darwin a publié « De l’origine des espèces », les systèmes télégraphiques à travers l’Europe et l’Amérique du Nord ont cessé de fonctionner et ont commencé à produire des étincelles, provoquant des incendies dans certains cas.
Quelques heures auparavant, les chercheurs avaient observé la première éruption solaire jamais confirmée : une explosion intense de radiations émises par le soleil. C’était un avertissement que quelque chose de gros était sur le point de frapper notre planète. La majeure partie du ciel du nord et du sud s’illuminait de aurores boréales brillantes (aurores boréales et australes) signalant qu’une tempête solaire massive était en cours.
Cette tempête, plus tard nommée la Événement Carringtonétait l’une des plus fortes de l’histoire documentée. Cependant, dans un article récent dans Naturenous avons montré que dans un passé pas si lointain, la Terre a été frappée par des tempêtes solaires beaucoup plus extrêmes. La preuve de ces tempêtes est venue, en particulier, de l’analyse des niveaux de carbone radioactif, connu sous le nom de radiocarbone, ou carbone 14—dans les cernes des arbres.
Les tempêtes solaires provoquent des perturbations dans le bouclier magnétique de la Terre, ou magnétosphère. Une façon fréquente de les provoquer est par éjections de masse coronale—des effusions de particules chargées provenant du soleil—qui parviennent jusqu’à la Terre et pénètrent dans la magnétosphère. Les tempêtes solaires extrêmes pourraient être désastreuses pour notre société hautement technologique, car elles ont le potentiel d’endommager les satellites et de détruire les réseaux de communication et les réseaux électriques mondiaux.
La force de certaines tempêtes solaires extrêmes du passé détectées dans les cernes des arbres suggère qu’elles auraient causé des ravages à notre infrastructure technologique à une échelle jamais vue auparavant. Une tempête solaire extrême Un événement connu pour s’être produit en 774 après J.-C., par exemple, aurait éclipsé l’événement de Carrington.
Mesure du radiocarbone
La datation au radiocarbone, ou au carbone, est largement utilisée depuis des décennies pour objets d’âge qui étaient autrefois vivantscomme les os, le bois et le cuir. Lorsque les plantes et les animaux meurent, le radiocarbone qu’ils contiennent se décompose à un rythme prévisible. Ainsi, en mesurant la quantité de radiocarbone restant dans un objet tel qu’un os, les scientifiques peuvent estimer depuis combien de temps l’organisme est mort.
Cependant, au cours de la dernière décennie, les scientifiques ont découvert que les tempêtes solaires extrêmes peuvent affecter la quantité de radiocarbone absorbée par les organismes vivants tels que les arbres. Cela offre aux chercheurs la possibilité de rechercher des événements solaires extrêmes non répertoriés dans les livres d’histoire et de les dater avec précision.
La quantité de radiocarbone dans l’atmosphère varie au fil du temps, ce qui peut conduire à des datations au radiocarbone donnant des âges trompeurs. Des efforts considérables ont donc été déployés au fil des ans pour « calibrer » l’enregistrement radiocarbone pour le rendre plus précis. Cela signifie le relier à d’autres matériaux dont l’âge est connu. Il peut s’agir d’arbres qui peuvent être datés grâce à leurs cernes de croissance, ou de stalagmites et de coraux qui ont été datés à l’aide d’autres méthodes.
Associé à la science de détermination de l’âge à partir des cernes des arbres (dendrochronologie)La signature au radiocarbone d’une tempête solaire extrême peut fournir un point de référence pour l’année exacte. Cela pourrait contribuer à rendre la datation au radiocarbone encore plus précise.
En examinant les preuves disponibles sur ces tempêtes solaires extrêmes, nous pouvons désormais essayer de déterminer la fréquence de ces événements. Ces preuves nous renseignent sur le cycle global du carbone, la circulation océanique et atmosphérique (la façon dont la chaleur est redistribuée à la surface de la Terre) et le fonctionnement du soleil.
Les tempêtes solaires modifient le radiocarbone dans les arbres
En 2012, une équipe dirigée par Fusa Miyake, de l’Université de Nagoya au Japon, a découvert que les tempêtes solaires extrêmes pouvaient produire changements brusques dans les concentrations de radiocarbone On les a trouvés dans les cernes des arbres. Avant cela, on ne pensait pas que les taux de production de radiocarbone variaient de manière substantielle sur de courtes périodes de temps et les mesures annuelles de radiocarbone passées n’étaient donc probablement pas particulièrement intéressantes.
Ils ont identifié le pic massif de production de radiocarbone dans l’atmosphère associé à la tempête extrême de 774 avant J.-C. D’autres événements extrêmes ont depuis été confirmés en 993, 660 avant J.-C., 5259 avant J.-C. et 7176 avant J.-C. La tempête solaire la plus extrême que nous ayons détectée dans les enregistrements de radiocarbone a eu lieu il y a environ 14 370 ansvers la fin de la dernière période glaciaire.
Nous ne savons pas encore si ces événements sont simplement des versions à plus grande échelle de tempêtes solaires classiques – les événements dits « cygnes noirs » – ou s’ils sont causés par des phénomènes physiques distincts. À mesure que des tempêtes solaires plus extrêmes seront identifiées à partir des enregistrements au radiocarbone, elles enrichiront notre connaissance des processus physiques qui se déroulent dans notre étoile mère.
L’une des plus grandes menaces que représente une tempête solaire de grande ampleur est sa capacité à détruire instantanément toute la flotte de satellites (à l’exception des satellites à basse altitude qui sont protégés en permanence par le champ géomagnétique), ainsi qu’à faire tomber les réseaux électriques. Être capable de prévoir ces événements et avertir à l’avance les gestionnaires de réseau est vital.
Dans les années à venir, les relevés au radiocarbone pourraient bien révéler d’autres tempêtes solaires extrêmes. La communauté scientifique s’empresse d’analyser de vieux arbres de différentes régions du monde dans le but de renforcer les preuves existantes et de découvrir de nouvelles tempêtes solaires extrêmes du passé.
Il est important de mieux comprendre ces événements extrêmes, non seulement pour une datation précise au radiocarbone, mais aussi pour comprendre les processus qui se déroulent sur le Soleil et sur notre planète. Cela peut également nous aider à nous préparer à la prochaine tempête solaire extrême. Nous ne pouvons pas encore prévoir quand elle se produira, mais de nouvelles connaissances sur le passé nous indiquent qu’elle surviendra tôt ou tard.
Cet article est republié à partir de La Conversation sous licence Creative Commons. Lire la suite article original.