Una foresta sepolta ha restituito le tracce della più antica e più grande tempesta solare

Circa 14.300 anni fa, la Terra è stata investita da un flusso estremamente intenso di particelle provenienti dal Sole, noto come “evento Miyake”. Se fosse accaduto ai nostri giorni, un evento del genere avrebbe avuto effetti devastanti sui dispositivi elettronici e sulle telecomunicazioni
di Stephanie Pappas/Scientific American
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Circa 14.300 anni fa, una foresta di pini in Francia fu testimone di un evento mai sperimentato in tempi moderni: un bombardamento di particelle solari così feroce che, se si verificasse oggi, metterebbe probabilmente fuori uso i satelliti di comunicazione e friggerebbe le reti elettriche di tutto il mondo. “Sarebbe una catastrofe”, afferma Edouard Bard, climatologo del Collège de France di Parigi, che ha guidato il nuovo studio che ha scoperto l’antico evento.

Bard e i suoi colleghi hanno scoperto il fenomeno analizzando gli anelli degli alberi in una foresta sepolta, esposta ai margini dei letti dei fiumi nelle Alpi francesi. I segni che hanno scoperto indicano il cosiddetto “evento Miyake”, dal nome di Fusa Miyake, fisica dell’Università di Nagoya in Giappone, che per prima scoprì le tracce di un altro evento del genere negli anelli degli alberi risalenti all’anno 774 d.C. Poiché nessuno ha assistito a un evento Miyake in tempi moderni, gli scienziati non sono certi della loro causa, ma ritengono che rappresentino bombardamenti di protoni ad alta energia provenienti dal Sole. Nell’era moderna sono state osservate versioni più piccole di questi eventi, noti come eventi di particelle energetiche solari (solar energetic particles, SEP). Di solito si verificano insieme a una serie più ampia di attività sulla superficie del Sole, tra cui i brillamenti solari, che sono esplosioni di radiazioni elettromagnetiche, e le espulsioni di massa coronale (coronal mass ejection, CME), che sono eruzioni di plasma magnetizzato.

Il nuovo evento Miyake è il più grande dei dieci finora conosciuti; è circa due volte più grande della più recente esplosione del 774 e un ordine di grandezza più potente del cosiddetto evento Carrington del 1859. Pur non essendo un evento Miyake, l’evento Carrington è stata la tempesta solare più potente che gli esseri umani abbiano mai sperimentato dalla rivoluzione industriale. Oggi una perturbazione solare come l’evento Carrington o i più grandi eventi Miyake manderebbe in tilt le comunicazioni satellitari e indurrebbe correnti nelle apparecchiature elettriche, causando la fusione delle reti elettriche. Un’esplosione di questo tipo potrebbe arrestare la vita moderna e tagliare fuori dalla corrente e dalle comunicazioni un gran numero di persone, potenzialmente per settimane. I sistemi che dipendono dal GPS, compresi i mercati finanziari, farebbero fatica a funzionare.

Non è facile trovare prove di eventi SEP del passato perché ci sono poche tracce in materiale facilmente databile. Ma gli eventi lasciano segni negli anelli degli alberi e nelle carote di ghiaccio: Quando le particelle cariche provenienti dal Sole entrano nell’atmosfera, interagiscono con le molecole per produrre picchi di un isotopo radioattivo del carbonio chiamato carbonio-14. Poiché decade a una velocità costante e nota, questo isotopo è usato per datare i materiali organici. Anche gli alberi con picchi insoliti di carbonio-14 possono indicare un evento Miyake. Con un’altra forma di datazione, per esempio il conteggio degli anelli degli alberi, gli scienziati possono determinare quando si è verificato l’evento.

Nel nuovo studio, pubblicato sulle “Philosophical Transactions of the Royal Society A”, una foresta sepolta ha permesso l’analisi. Alla fine dell’Ultimo massimo glaciale, quando le calotte glaciali che coprivano il 25 per cento della superficie terrestre iniziarono a fondere, fiumi impetuosi scaricarono sedimenti su una foresta di pini silvestri (Pinussylvestris). L’ambiente sommerso e privo di ossigeno ha preservato i tronchi degli alberi, che ancora oggi sono eretti e radicati. “Scoperte di questo tipo sono eccezionali”, afferma la coautrice dello studio Cécile Miramont, dendrocronologa dell’Università Aix-Marseille, in Francia.ulti
I ricercatori hanno prelevato 14 campioni di carbonio da 172 di questi alberi trovati lungo le rive del fiume Drouzet. Ben presto hanno scoperto uno strano eccesso di radiocarbonio datato a 14.300 anni fa. Per confermare la datazione, Miramont e i suoi colleghi hanno analizzato il berillio-10 (un altro marcatore dell’estrema attività solare) in carote di ghiaccio della Groenlandia. Hanno scoperto che sia il carbonio-14 che il berillio-10 sono aumentati nello stesso momento. “Le dimensioni di questi picchi sono assolutamente senza precedenti”, afferma Bard.

Miyake, che non è stata direttamente coinvolta nella nuova ricerca, definisce la scoperta “molto eccitante”, ma osserva anche che non è sorprendente. Gli scienziati sono alla ricerca di antichi eventi SEP solo da circa un decennio, e il lavoro è minuzioso. È probabile che ce ne siano molti altri nascosti negli anelli degli alberi, aggiunge Miyake.

Se i risultati saranno confermati, la scoperta sarà considerata particolarmente interessante perché l’evento sembra essersi verificato in uno dei regolari periodi di quiete del Sole, anziché in prossimità del suo “massimo” di attività, afferma Mark Miesch, ricercatore che studia il meteo spaziale al Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences dell’Università del Colorado a Boulder e al National Oceanic and Atmospheric Administration’s Space Weather Prediction Center.

Miesch, che non ha partecipato allo studio, afferma che i brillamenti e le CME si verificano tipicamente quando il Sole è in un periodo attivo, con molte macchie solari sulla superficie. La nostra stella attraversa periodi chiamati grandi minimi, quando le macchie solari sono poche o assenti. Se l’evento di Miyake di 14.300 anni fa si verificasse davvero durante uno di questi periodi, sarebbe alquanto insolito e molto interessante, spiega Miesch. “Si ha quasi l’impressione che il Sole stia accumulando un campo magnetico al di sotto della superficie che ha bisogno di uscire, e che arrivi a un punto di rottura”, afferma Miesch.

Alla fine dell’ultima era glaciale, l’evento di Miyake sarebbe probabilmente passato inosservato, se non forse come aurore straordinariamente luminose che si avvicinavano molto di più all’equatore rispetto al normale. Ma un evento del genere sarebbe estremamente evidente oggi, data la dipendenza degli esseri umani da una tecnologia vulnerabile, dice Miesch. I ricercatori sperano di trovare prove di altri eventi per capire meglio la frequenza di queste enormi eruzioni di particelle solari. “È probabile che nei prossimi anni ne scopriremo di nuovi che potrebbero essere in grado di estendersi indietro nel tempo”, conclude Bard. “Ma dobbiamo essere fortunati.”