Árhringir varpa ljósi á geimatburði á jörðinni á 8. og 10. öld

COSMIC-gagnanetið. Myndin er úr greininni sem hér er fjallað um og sýnir dreifingu þeirra 44 árhringjasýna sem beðmi eða sellulósi var tekinn úr til að greina árlegt magn kolefnis-14 á árabilunum 770-780 og 990-1000 (hringir og ferningar). Sjálfstæð C14-gögn úr tveimur „fljótandi“ árhringjaröðum (grænt) og fimm sýni árlegs magns geislavirku samsætunnar beryllíns 10 tekin úr borkjörnum úr ís (gult). Hvítar brotalínur marka geislakolssvæði í andrúmslofti. Kortið er byggt á þekkingu greinarhöfunda og var unnið með ArcGIS-hugbúnaðinum frá Esri, útgáfu 10.1 SP1

Ólafur Eggertsson, sérfræðingur á rannsóknasviði Skógræktarinnar, á aðild að grein í Nature um árhringjarannsóknir sem leiða í ljós nýja vitneskju um áhrif tveggja geimviðburða sem urðu á jörðinni árin 774 og 993. Viðburðir þessir ollu snöggri hækkun á kolefni-14 í andrúmsloftinu.

Jafnvel þótt árhringir myndist í trjám á hverju ári og rekja megi sig eftir þeim aftur í tímann hafa aldursgreiningar með trjáhringjum fram að þessu ekki hlotið hlutlæga alþjóðlega viðurkenningu. Einnig hefur verið á huldu hvort atvik í loftslagsögunni þegar geislakol í andrúmsloftinu hefur aukist skyndilega skilja eftir sig merki sem eru samkvæm hvert öðru í tíma og rúmi. Nú hefur með hlutlægum hætti verið sýnt fram á áreiðanleika og nákvæmni aldursgreininga með aðferðum árhringjafræðinnar.

Í umræddri rannsókn voru gerðar mælingar á kolefni-14 í 484 aðskildum árhringjum trjáa sem mynduðust á árabilunum 770-780 og 990-1000. Óvenjuleg frávik kolefnis-14 sem komu upp á norðlægum slóðum, annars vegar sumarið 774 og hins vegar vorið 993, staðfesta nákvæma aldursgreiningu 44 árhringjasýna frá fimm heimsálfum. Lækkun á ellefu ára meðaltali geislakola í andrúmslofti nær miðbaug greindist einnig bæði á norður- og suðurhveli.

Sögulegar heimildir sem vitna um rauð norðurljós á þessum tímabilum renna frekari stoðum undir vitneskju manna um hvað þarna var á ferðinni.

Niðurstaða vísindahópsins er sú að þarna hafi jörðin orðið fyrir mjög mikilli róteindageislun frá sólinni. Til þess að auka skilning manna á tíðni og styrk slíkra geimatburða á jörðinni telur hópurinn nauðsynlegt að gerðar verði frekari árlegar geislakolsmælingar. Þetta sé sérlega mikilvægt svo meta megi mögulega ógn sem okkur geti steðjað að vegna geimveðra sem skella á jörðinni.

Niðurstöður þessar eru byggðar á stærsta sjálfboðaverkefni sem efnt hefur verið til meðal árhringjafræðinga í heiminum. Alls tóku 67 vísindamenn frá 57 stofnunum hvaðanæva úr heiminum þátt í verkefninu sem kallað er COSMIC. Árangurinn er sá að nú er vitað með meiri nákvæmni hvenær á þessum tilteknu árum atburðirnir urðu og hvaða áhrif þeir höfðu eftir því hvar borið er niður á jörðinni.

Verkefnið varpar ljósi á þá nákvæmu aldursgreiningu einstakra árhringja sem 44 lengstu árhringjatímatöl heims geta gefið og að ekki vanti heilu árhringina inn í röðina vegna meiri háttar eldsumbrota eins og haldið hefur verið fram. Jafnframt leiðir rannsóknin í ljós stigsmun á magni kolefnis-14 eftir breiddargráðum, annars vegar innan norður- eða suðurhvels og hins vegar milli þessara tveggja hvela jarðarinnar.

Vísindafólkið hefur sett fram viðmið til nákvæmrar aldursgreiningar með stoð í gagnasöfnum bæði náttúruvísinda og fornleifafræði víðs vegar að úr heiminum. Þar með er komið nytsamlegt tól sem nota má í margvíslegum loftslags- og umhverfisrannsóknum, jarðeðlisfræðum og húmanískum greinum einnig.

Þessi undistöðurannsókn ætti líka að höfða til fleiri en vísindafólks á þessum afmörkuðu fræðasviðum enda gefur rannsóknin sem greinin í Nature segir frá líka mikilvægar upplýsingar sem koma að notum við að meta hættu sem mannlegu samfélagi hér á jörðinni getur stafað af geimveðrum.

Aðalhöfundar greinarinnar í Nature eru Ulf Büntgen sem starfar við landfræðisvið Cambridgeháskóla en einnig við stofnanir í Sviss og Tékklandi, og Lukas Wacker sem starfar við rannsóknastöð í eðlisfræði jónageislunar í Zürich.

• Greinin í Nature
• Frétt um greinina á vef landfræðisviðs Cambridge-háskóla

Texti: Pétur Halldórsson