지구 근처 공간의 조건을 변화시키는 태양 현상에 대한 예술가의 그림. 크레딧: NASA
과학자들은 14,300년 전에 알려진 가장 큰 태양 폭풍으로 인해 발생한 방사성탄소 급증을 발견했습니다. 오늘날 그러한 사건은 현대 기술을 파괴하고 수십억 달러의 비용을 초래할 수 있습니다.
국제 과학자 팀이 프랑스 알프스에서 발견된 고대 나무의 나이테를 분석하여 14,300년 전에 방사성탄소 수준이 급증했다는 사실을 발견했습니다.
방사성 탄소 급증은 지금까지 확인된 것 중 가장 큰 대규모 태양 폭풍으로 인해 발생했습니다.
오늘날 유사한 태양 폭풍은 현대 기술 사회에 재앙이 될 수 있습니다. 잠재적으로 통신 및 위성 시스템을 완전히 파괴하고 광범위한 정전을 일으키고 수십억 달러의 비용을 초래할 수 있습니다.
학계에서는 미래에 글로벌 통신 및 에너지 인프라를 보호하려면 이러한 폭풍을 이해하는 것이 중요하다고 경고합니다.
드루제강에 묻혀 있는 화석나무의 나이테. 크레딧: Cécile Miramonte
새로운 연구와 시사점
국제 과학자 팀이 수행한 공동 연구는 오늘(10월 9일) 왕립학회지(Journal of the Royal Society)에 게재될 예정입니다. 철학적 교류 A: 수학, 물리, 공학 과학 이는 태양의 극단적인 행동과 그것이 지구에 미치는 위험에 대한 새로운 통찰력을 보여줍니다.
Collège de France, CEREGE, IMBE, Aix-Marseille 대학 및 Leeds 대학의 연구진은 프랑스 남부 Gap 근처 Druzet 강의 침식된 둑에 보존된 고대 나무에서 방사성 탄소 수준을 측정했습니다. 알프스 산맥.
Druzet 강의 화석 나무입니다. 크레딧: Cécile Miramonte
하위화석(화석화 과정이 완료되지 않은 유적)인 통나무는 작은 나이테로 절단되었습니다. 이러한 개별 사건을 분석한 결과, 정확히 14,300년 전에 발생한 전례 없는 방사성 탄소 수준의 증가가 확인되었습니다. 연구팀은 방사성탄소의 이러한 급등을 그린란드 빙하 코어에서 발견되는 화학 원소인 베릴륨의 측정치와 비교함으로써 엄청난 양의 고에너지 입자를 지구 대기로 뿜어내는 대규모 태양폭풍에 의해 급등이 발생했다고 제안합니다.
전문가 의견과 역사적 맥락
이번 연구의 주저자이자 프랑스 대학과 CEREGE의 기후 및 해양 진화 교수인 에두아르 바르(Edouard Bard)는 “방사성 탄소는 우주선에 의해 시작된 일련의 반응을 통해 상층 대기에서 지속적으로 생성됩니다.”라고 말했습니다. “최근 과학자들은 태양 플레어와 코로나 질량 방출을 포함한 극단적인 태양 현상이 단 1년 동안 발생하는 방사성 탄소 생산의 엄청난 급증으로 보존되는 단시간의 에너지 입자 폭발을 생성할 수도 있다는 사실을 발견했습니다.
연구자들은 오늘날 유사한 대규모 태양 폭풍이 현대 기술 사회에 재앙이 될 수 있으며 잠재적으로 통신, 위성 시스템 및 전기 네트워크를 파괴하고 수십억 파운드의 비용을 초래할 수 있다고 말합니다. 그들은 그러한 사건의 미래 위험을 이해하고 통신 및 에너지 시스템에 대비하고 탄력성을 구축하며 잠재적인 손상으로부터 보호하는 것이 중요하다고 경고합니다.
Druzet 강 유역에 있는 화석 나무. 크레딧: Cécile Miramonte
리즈대학교 수학대학 응용통계학 교수인 팀 히튼(Tim Heaton)은 이렇게 말했습니다. “심각한 태양폭풍은 지구에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 심한 폭풍은 전력망의 변압기를 영구적으로 손상시켜 수개월 동안 지속되는 대규모의 광범위한 정전을 초래할 수 있습니다. 또한 항법과 통신을 위해 우리 모두가 의존하는 위성이 영구적으로 손상되어 사용할 수 없게 될 수도 있습니다. 또한 우주 비행사에게 심각한 방사선 위험을 초래할 수도 있습니다.
역사적인 태양폭풍
미야케 사건(Miyake Event)으로 알려진 극단적인 태양폭풍 중 9건은 지난 15,000년 동안 발생한 것으로 확인되었습니다. 가장 최근에 확인된 미야케 사건은 서기 993년과 서기 774년에 발생했습니다. 그러나 새로 확인된 이 폭풍은 14,300년 전으로 거슬러 올라가며 지금까지 발견된 것 중 가장 큰 것입니다. 이는 두 폭풍의 약 두 배 크기입니다.
미야케 사건의 정확한 성격은 이전에 직접적으로 효과적으로 관찰된 적이 없었기 때문에 아직까지 잘 이해되지 않았습니다. 그들은 태양의 행동과 그것이 지구 사회에 미치는 위험에 대해 우리가 아직 배울 것이 많다는 점을 강조합니다. 우리는 그러한 강렬한 태양 폭풍의 원인이 무엇인지, 얼마나 자주 발생하는지, 어떻게든 예측할 수 있는지 여부를 모릅니다.
Bard 교수는 이렇게 말했습니다. “태양 활동에 대한 직접 자동 측정은 17세기에 흑점 계산으로 시작되었습니다. 요즘에는 지상 관측소, 우주 탐사선 및 위성을 사용하여 자세한 기록도 얻습니다. 그러나 이러한 단기적인 도구 기록은 모두 태양을 완전히 이해하기에는 충분하지 않습니다. 극지 빙하 코어의 베릴륨과 함께 사용되는 나무 나이테에서 측정된 방사성탄소는 태양의 과거 행동을 이해하는 가장 좋은 방법을 제공합니다.
방사성탄소와 역사적 재구성
직접 관측된 가장 큰 태양 폭풍은 1859년에 발생했으며 캐링턴 사건(Carrington event)으로 알려져 있습니다. 그것은 지구에 엄청난 혼란을 일으켰고 전신 기계를 파괴했으며 밤의 황혼을 너무 밝게 만들어 새들이 노래하기 시작하여 태양이 떠오르기 시작했다고 생각했습니다. 그러나 미야케 사건(새롭게 발견된 14,300년 된 폭풍 포함)의 규모는 놀라울 정도로 컸을 것입니다.
Heaton 교수는 “방사성탄소는 지구의 역사를 연구하고 지구가 겪었던 중요한 사건을 재구성할 수 있는 훌륭한 방법을 제공합니다. 우리가 미래를 정확하게 예측하고 잠재적인 위험을 완화하려면 과거에 대한 정확한 이해가 필수적입니다. 우리에게는 아직 많은 것이 남아 있습니다.” 모든 새로운 발견은 도움이 될 뿐만 아니라… 기존의 주요 질문에 답할 뿐만 아니라 새로운 질문을 생성할 수도 있습니다.
엑상프로방스대학교 IMBE 고환경 및 고생물학 부교수인 세실 미라몬트(Cécile Miramont)는 “이렇게 보존된 나무 집단을 발견한 것은 정말 예외적이었습니다.”라고 말했습니다. 여러 나무 줄기의 개별 나이테 폭을 비교함으로써 우리는 다음과 같이 말했습니다. 나무들을 그룹화하여 연대표라는 방법을 사용하여 더 긴 연대표를 만들기 위해 조심스럽게 분리함으로써 과거 환경 변화에 대한 귀중한 정보를 발견하고 알 수 없는 태양 활동 기간 동안 방사성 탄소를 측정할 수 있었습니다.
참고: “화석 나무에서 연간 14,300칼로리의 방사성탄소 스파이크는 후기 홍적세 동안 지구 탄소 순환에 대한 충동 반응 기능을 제공합니다.” 작성자: Bard E, Miramont C, Capano M, Guibal F, Marschal C, Rostek F, Tuna T, Fajault Y. 및 Heaton T.J., 2023년 10월 9일, 왕립학회A의 철학적 거래.
도이: 10.1098/rsta.2022.0206
“경순은 통찰력 있고 사악한 사상가로, 다양한 음악 장르에 깊은 지식을 가지고 있습니다. 힙스터 문화와 자연스럽게 어우러지는 그의 스타일은 독특합니다. 그는 베이컨을 좋아하며, 인터넷 세계에서도 활발한 활동을 보여줍니다. 그의 내성적인 성격은 그의 글에서도 잘 드러납니다.”