Дейността на Слънцето през последните 11 400 години, т.е. до края на последната ледена епоха на Земята, сега за първи път е реконструирана количествено от международна група изследователи, ръководена от Сами К. Соланки от Макс Планк Институт за изследвания на слънчевата система (Катленбург-Линдау, Германия). Учените са анализирали радиоактивните изотопи в дърветата, живели преди хиляди години. Както отбелязват учените от Германия, Финландия и Швейцария в текущия брой на научното списание „Природа“ от 28 октомври, човек трябва да се върне повече от 8 000 години, за да намери време, когато Слънцето е било средно толкова активно както през последните 60 години. Въз основа на статистическо проучване на по-ранни периоди на повишена слънчева активност, изследователите прогнозират, че сегашното ниво на висока слънчева активност вероятно ще продължи само за още няколко десетилетия.
Изследователският екип вече беше открил през 2003 г. доказателства, че Слънцето е по-активно сега, отколкото през предходните 1000 години. Новият набор от данни им позволи да удължат продължителността на изучения период от време до 11 400 години, така че да може да бъде обхванат целият период от последната ледникова епоха. Това проучване показа, че настоящият епизод на висока слънчева активност от около 1940 г. е уникален за последните 8000 години. Това означава, че Слънцето е произвело повече слънчеви петна, но също така и повече пламъци и изригвания, които изхвърлят огромни газови облаци в космоса, отколкото в миналото. Произходът и енергийният източник на всички тези явления е магнитното поле на Слънцето.
От изобретението на телескопа в началото на 17 век астрономите наблюдават редовно слънчеви петна. Това са региони на слънчевата повърхност, където енергийното снабдяване от слънчевата вътрешност се намалява поради силните магнитни полета, които те прибират. В резултат на това слънчевите петна са по-студени с около 1500 градуса и изглеждат тъмни в сравнение с немагнитната им среда при средна температура от 5800 градуса. Броят на слънчевите петна, видими на слънчевата повърхност, варира в зависимост от 11-годишния цикъл на действие на Слънцето, който се модулира от дългосрочни изменения. Например, почти нямаше слънчеви петна, наблюдавани през втората половина на 17 век.
За много проучвания относно произхода на активното слънце и потенциалния му ефект върху дългосрочните изменения на климата на Земята, интервалът от време от 1610 г., за който съществуват систематични записи на слънчеви петна, е твърде кратък. За по-ранни времена нивото на слънчевата активност трябва да се извлича от други данни. Такава информация се съхранява на Земята под формата на „космогенни“ изотопи. Това са радиоактивни ядра, получени в резултат на сблъсъци на енергийни частици от космически лъчи с молекули въздух в горната атмосфера. Един от тези изотопи е С-14, радиоактивен въглен с полуживот 5730 години, което е добре известно от метода С-14 за определяне възрастта на дървените предмети. Количеството произведено С-14 силно зависи от броя на частиците от космически лъчи, които достигат до атмосферата. Това число от своя страна варира в зависимост от нивото на слънчевата активност: по време на висока активност слънчевото магнитно поле осигурява ефективен щит срещу тези енергийни частици, докато интензитетът на космическите лъчи се увеличава, когато активността е ниска. Следователно, по-високата слънчева активност води до по-ниска скорост на производство на C-14 и обратно.
Чрез смесване на процесите в атмосферата С-14, произведен от космическите лъчи, достига до биосферата и част от него се включва в биомасата на дърветата. Някои стволове на дървета могат да бъдат възстановени под земята хиляди години след смъртта им и съдържанието на С-14, съхранявано в дървесните им пръстени, може да бъде измерено. Годината, в която е включен C-14, се определя чрез сравняване на различни дървета с припокриващи се продължителност на живота. По този начин може да се измери скоростта на производство на С-14 назад във времето над 11 400 години, точно до края на последната ледникова епоха. Изследователската група използва тези данни, за да изчисли изменението на броя на слънчевите петна през тези 11 400 години. Броят на слънчевите петна е добра мярка и за силата на различните други явления на слънчевата активност.
Методът за реконструкция на слънчевата активност в миналото, който описва всяка връзка в сложната верига, свързваща изотопните изобилия с броя на слънчевите петна с последователни количествени физически модели, е тестван и измерван чрез сравняване на историческия запис на пряко измерените числа на слънчевите петна с по-късите реконструкции въз основа на космогенния изотоп Be-10 в полярните ледени щитове. Моделите се отнасят до производството на изотопите чрез космически лъчи, модулирането на потока на космическия лъч от междупланетното магнитно поле (откритият слънчев магнитен поток), както и връзката между мащабното слънчево магнитно поле и числото на слънчевата петна. По този начин за първи път може да се получи количествено надеждна реконструкция на броя на слънчевите петна за цялото време от края на последната ледникова епоха.
Тъй като яркостта на Слънцето варира леко със слънчевата активност, новата реконструкция показва също, че днес Слънцето свети малко по-ярко, отколкото през 8000 години преди. Дали този ефект би могъл да даде значителен принос за глобалното затопляне на Земята през миналия век, е открит въпрос. Изследователите около Сами К. Соланки подчертават факта, че слънчевата активност е останала на приблизително постоянно (високо) ниво от около 1980 г. - с изключение на колебанията, дължащи се на 11-годишния цикъл - докато глобалната температура е имала значително по-нататъшно повишаване по време на това време. От друга страна, доста сходните тенденции на слънчевата активност и наземната температура през последните векове (с забележителното изключение от последните 20 години) показват, че връзката между Слънцето и климата остава предизвикателство за по-нататъшни изследвания.
Оригинален източник: Новини на изданието Max Planck Society
