«Событие Кэррингтона» 1859 года разрушило телеграфные линии. «Событие Мияке» может стать намного хуже

В конце лета 1859 года, сразу после полуночи, золотоискатели, дремавшие в Скалистых горах Колорадо, проснулись от полярного сияния. Они описывали его «Такое яркое, что можно было легко видеть друг друга». В своем репортаже об этом, опубликованном в The Rocky Mountain News, газета утверждала, что «некоторые настаивали на том, что это был дневной свет, и начали готовить завтрак».

В тысячах километров оттуда, толпа собралась на улицах Сан-Франциско, тоже глядя наверх. «Все небо, казалось, покрылось волнами, что-то вроде полей зерна на сильном ветре. Воды залива отразили блестящие оттенки Авроры», — написал один журналист из San Francisco Herald 5 сентября 1859 года. — « Ничто не может превысить величие и красоту этого зрелища. Эффект почти сбивает с толку своей невероятностью, и тысячи испытывают смешанное чувство страха и восторга». Похожим опытом в те дни поделились жители всего мира, но больше всего явление было заметно на западе США.

Двухдневное небесное событие не только вдохновило журналистов и запутало птиц, решивших начать щебетать в два часа утра. В те же минуты в мире 100 000 километров телеграфных линий полностью замолчали. Все сообщения прекратились. В том числе даже по кабелю через Атлантику, который протянули всего год назад при поддержке королевы Виктории. Телеграф пал жертвой волн космического электричества, нахлынувших на Землю. Полностью восстановить связь смогли только через недели. К счастью, в 1859 году человечество не сильно полагалось на такие электрические коммуникации, и большого ущерба случившееся не нанесло.

Эта знаменитая история, длившаяся с 1 по 2 сентября, была названа «событием Кэррингтона» — по имени британского астронома, который смог связать это явление с огромной вспышкой на Солнце, которую он наблюдал в те дни. Огромный выброс корональной материи, которая в своем рассеянном состоянии достигла Земли.

Двухдневное событие Кэррингтона стало однозначно самой сильной геомагнитной бурей в (записанной) истории человечества. Но историю происходящего на нашей планете записывают не только люди! Поэтому мы знаем и о других, куда более сильных космических событиях, случившихся на столетия и тысячелетия раньше.

Тайны космоса спрятаны в деревьях

В то время как человечество наблюдало странное небесное явление, японский кедр на острове Яку молча глотал углекислый газ, превращая его в сахар и откладывая часть углерода в своих кольцах роста.

А около 150 лет спустя, в 2012 году, аспирантка Университета Нагоя Фуса Мияке изучила древесину этого 1900-летнего японского кедра, срубленного в 1956-м. Мияке искала историю, которая может быть записана в целлюлозе колец этого дерева. Внешне они мало отличались друг от друга. Какие-то темнее, какие-то светлее. Но Мияке обнаружила, что, если посмотреть на химический состав, некоторые из них содержали чрезмерное количество углерода-14.

Также называемый «радиоуглеродом», углерод-14 является слегка радиоактивной и более тяжелой версией стабильного атома углерода, углерода-12. В то время как углерод-12 имеет шесть протонов и нейтронов, углерод-14 имеет шесть протонов и восемь нейтронов. Поэтому углерод-14 нестабилен и в атмосфере под влиянием других элементов со временем распадается. Но постоянно создается в нижних слоях стратосферы — в результате поглощения атомами азота-14 нейтронов космического излучения.

Этот изотоп очень редкий: одна частица на 1 триллион частиц обычного углерода. Тем не менее, его сигнал достаточно силен для исследователей. Современные ученые способны отследить радиоуглерод и проверить его количество в органических остатках, таких как кольца деревьев. А если знать, в каком году было срублено дерево, можно установить точный год определенного события, запечатленного в этих кольцах. Это называется методом дендрохронологии.

Концентрация углерода-14 (как и всех других элементов) в дереве может сильно варьироваться, в зависимости от того, какой воздух был вокруг, когда оно его поглощало. А поскольку космические бури, окутывающие Землю, насыщают атмосферу заряженными частицами, их становится довольно легко отследить.

Конечно, при испытаниях ядерного и особенно термоядерного оружия в атмосфере в 1940—1960-х годах углерод-14 образовывался очень интенсивно. Так что его концентрация в атмосфере сейчас гораздо выше, чем была раньше. Но, к счастью, давно выросшим или давно срубленным деревьям на это всё равно. И, кстати, люди в будущем даже смогут проверить конкретные годы ядерных испытаний и ядерных катастроф, а также их масштабы, — по любому дереву, которое старше 80 лет.

Кэррингтон — это просто цветочки

Мияке исследовала не событие Кэррингтона, а нечто более масштабное и более древний. Благодаря предыдущим работам ученых, она знала, что где-то в конце восьмого века нашей эры на Земле случился ярко выраженный всплеск углерода-14. И в конце концов, проверяя химический состав колец год за годом, она нашла четкий сигнал: между 774-775 годами н.э. наблюдался 12%-ый скачок углерода-14. Это колебание было в 20 раз больше, чем при обычных космических феноменах. На самом деле, рост был настолько высоким, что японцы в статье, опубликованной 14 июня 2012 года в журнале Nature, заявили о невозможности объяснения такого скачка радиоактивного углерода ни крупной солнечной вспышкой, ни взрывом сверхновой.

Другие исследователи подтвердили выводы Мияке, исследовав европейские и североамериканские деревья. А еще ученые обнаружили аналогичный сигнал в изотопах бериллия, присутствующих в антарктических ледяных ядрах. Концентрация на квадратный сантиметр везде была примерно одинаковой. Что говорило о том, что рассматриваемое событие всё-таки было глобальным, а не местным японским явлением (скажем, взрывом вулкана). Найденный феномен назвали событием Мияке.

Скачок в годичных кольцах, относящихся к 774-775 годам, нашли в дубе из Германии, лиственнице с Ямала, сосне из Калифорнии и у деревьев из ряда других регионов. «Лишнее» количество углерода-14, распределенное по поверхности Земли, составляло порядка 1,5 × 108 атомов/см2. Ученые посчитали, что общее количество атомов углерода-14, возникшее на планете в результате события 774 года, составило 9,6 × 1026, или около 22 кг. Это в 3,2 раза больше, чем возникает в земной атмосфере за год в обычных условиях.

Событие демонстрировало на порядки большую мощность, чем солнечные или звездные вспышки, которые могли вызвать событие Кэррингтона в 1859 году. Шарлотта Пирсон, дендрохронолог Университета Аризоны, в статье в журнале Science говорит, что «Эти два сцинтилляционных дня в 1859 году в кольцах деревьев почти не видны. Концентрация углерода-14 в кольцах вырастает всего на доли процента — по сравнению со всплеском на 12%, вызванном событием Мияке».

За прошедшие годы физики показали, что скачок такой интенсивности в 774-м всё-таки можно было бы объяснить солнечной вспышкой, только невероятно сильной. Такая вспышка должна быть в десятки раз мощнее, чем любая другая, виденная нами в истории. Можно представить, какими цветами мерцает небо при таких обстоятельствах. Наверное, ночью становится светлее, чем днём? Хотя в таких условиях смотреть наверх, наверное, не стоит…

Новый способ отсчета истории

В 2013 году появилась ещё одна статья Фусы Мияке и её соавторов, в которой сообщалось об обнаружении аналогичного, но чуть меньшего, скачка концентрации углерода-14 в 993 году нашей эры. Позже произошло уточнение датировки событий: пик углерода-14 в 774 году пришелся на июнь-август, а пик углерода-14 в 993 году — на июль. Количество углерода-14, возникшего в результате события 993 года, оценено в 5,3 × 1026 атомов (в 1,8 раза больше их средней генерации за год).

Характерно, что в 774 и 993 годах в хрониках отмечается описание небесных явлений, которые могут быть интерпретированы как полярные сияния или просто «яркий ночной свет» в низких широтах. Такие легенды сохранились в Германии, Ирландии, Корее.

С тех пор учеными из США и Китая было найдено еще больше «событий Мияке» — характеризующихся внезапными однолетними скачками концентрации углерода-14 в деревьях, а также бериллия-10 и хлора-36 в ледяных щитах Арктики и Атлантики.

Например, в 2018 году были опубликованы свидетельства ещё одной огромной солнечной бури примерно в 660 году до нашей эры, сравнимой с событиями 774-775 и 993 годов. Полярное сияние во время этой вспышки было зафиксировано в древних ассирийских записях (осторожно, скачивается PDF).

К 2023 году, благодаря труду ученых всего мира, нам известно как минимум восемь событий Мияке:

• 7176 год до н. э.

• 5480 год до н. э.

• 5410 год до н. э.

• 5259 год до н. э.

• 813—815 годы до н. э.

• 662—664 годы до н. э.

• 774—775 годы. Благодаря этому событию Мияке методом дендрохронологии была установлена точная дата начала строительства крепости Пор-Бажын в республике Тыва, часть бревен которой до сих пор сохранилась.

• 993—994 годы. Это событие Мияке позволило нам вычислить, что уже в 1021 году викинги были в Америке — гораздо раньше, чем предполагалось. Деревья для строительства домов викингов в Ньюфаундленде (Канада) были срублены через 28 лет после этого всплеска.

Ещё ряд возможных дат событий Мияке на данный момент изучаются.

Что означало бы событие Мияке для современного общества

К сожалению, события Мияке не только позволяют нам точнее определить прошлое, но и несут зловещее предупреждение о будущем. Перед лицом события уровня Кэррингтона наши современные телекоммуникационные системы (спутники, радио, ТВ и Интернет) могут дать сбой, погрузив планету в хаос и неразбериху.

Но событие Кэррингтона, как мы теперь знаем, это далеко не самое страшное. Столкнувшись с всплеском высокоэнергетических частиц, характерных для события Мияке, все телекоммуникации планеты рухнут. Тысячи спутников, окружающих Землю, сойдут с орбиты. Все, что зависит от электричества, от холодильников до самолетов, перестанет работать. При этом мы знаем, что событие Кэррингтона продлилось 2 дня. Но мы пока точно не знаем, как долго длятся события Мияке — день, неделю, месяц?

В общем, событие Мияке стало бы катастрофой. Все наши современные системы, к которым мы привыкли, вся основа нашей экономики и жизни — была бы нарушена. На полное восстановление ушли бы годы, а то и десятилетия. Масштабы разрушений, конечно, были бы куда меньше, чем при землетрясениях, ураганах и наводнениях, но это затронуло бы весь мир, от мегаполисов до деревень. Меньше всего повезло бы людям, находившимся в эти дни в космосе. Они однозначно были бы мертвы: без нормально работающей электроники вернуться обратно на Землю у них бы не получилось. Не говоря уже о том, что они все получили бы смертельные дозы радиации.

Учитывая серьезность угрозы, ученые пытаются определить точную причину событий Мияке и понять, есть ли тут какая-то закономерность или цикл. С этой информацией мы могли бы заранее подготовить все спутники и телекоммуникационные системы, заземлить все самолеты и доставить астронавтов домой. Также, если мы увидим вероятность такого события в ближайшие годы, мы могли бы попробовать разработать методы защиты людей и оборудования на земле и в космосе. Потому что сейчас Земля является совершенно слепой и беспомощной целью.

На данный момент не существует научного консенсуса в отношении предлагаемых объяснений для источника этих событий. Некоторые ученые даже до сих пор не уверены, что это были вспышки на Солнце, и говорят о возможных взрывах сверхновых, прохождении излучения близких квазаров и других небесных явлениях.

Некоторые исследователи сомневаются, что мы сможем понять, что вызывает события Мияке, пока не сможем напрямую увидеть и измерить одно из них. Но это судьба, которой человечество, очевидно, хотело бы избежать. К тому же, в этом случае мы рискуем потерять все данные сразу же, как только их получим.

Конечно, к счастью, событий Мияке не было уже больше тысячи лет. А вот события порядка Кэррингтона (геомагнитная активность уровня −1760 нанотесла), по статистике, случаются каждые 200-300 лет. Еще в три раза более слабые космические бури (−640 нТл) — каждые 30 лет. Последняя такая произошла в 1989 году, вызвав проблемы с работой космических аппаратов, экстренные отключения энергосистем Канады и США, а также масштабные сбои радиосвязи по всему северному полушарию. Новое событие такого масштаба, по статистике, должно произойти уже в ближайшие годы.

У нас, конечно, будет предупреждение. Тот же Кэррингтон наблюдал корональную вспышку задолго до того, как в небе Земли стали происходить события, получившие его имя. Свет от Солнца доходит до нашей планеты за 8 с половиной минут, а заряженные протоны и электроны, ионизирующие атмосферу (по крайней мере, в тот раз) — дошли за 18 часов.

То есть, у нас будет время для предупреждения. И об этом на протяжении часов будут говорить по всем новостям. Сюрпризом ни событие уровня Кэррингтона, ни тем более событие Мияке на Земле точно не станет.

Но вряд ли вы успеете выбежать и купить генератор, чтобы спокойно пересидеть день, или два, или неделю. На всей планете генераторы в тот день будут раскуплены. А через день уже ни интернет, ни телевидение, ни радио вам ничего не сообщит, они просто не будут работать.

В общем, старые газеты или книги я бы не выкидывал, могут еще пригодиться. А если вы думали, купить ли в этой жизни генератор (на дачу, скажем) — купите, лишним не будет.

Подробнее о Фусе Мияке и новом методе датирования нашей истории по событиям её имени можно прочесть в журнале Science. Например, сейчас ученые с их помощью выравнивают календарь майя с нашей григорианской системой. Ацтеки, майя и другие цивилизации того региона линейно отсчитывали дни с предполагаемого дня сотворения мира. Но точный день или хотя бы месяц этого «сотворения» нам пока неизвестен. Обнаружение события Мияке в древесине любой из древних построек, дата создания которой записана в календаре, позволила бы нам решить этот вопрос.