تم إعادة بناء نشاط الشمس على مدى 11400 سنة الماضية ، أي إلى نهاية العصر الجليدي الأخير على الأرض ، للمرة الأولى من الناحية الكمية من قبل مجموعة دولية من الباحثين بقيادة سامي ك. سولانكي من ماكس بلانك معهد أبحاث النظام الشمسي (Katlenburg-Lindau ، ألمانيا). قام العلماء بتحليل النظائر المشعة في الأشجار التي عاشت منذ آلاف السنين. وفقًا لتقرير العلماء من ألمانيا وفنلندا وسويسرا في العدد الحالي من المجلة العلمية "الطبيعة" في 28 أكتوبر ، يحتاج المرء إلى العودة لأكثر من 8000 سنة من أجل إيجاد وقت كانت فيه الشمس ، في المتوسط ، نشطة كما في الستين سنة الماضية. بناءً على دراسة إحصائية للفترات السابقة من زيادة النشاط الشمسي ، يتوقع الباحثون أن المستوى الحالي للنشاط الشمسي المرتفع سيستمر على الأرجح لبضعة عقود أخرى فقط.
وقد وجد فريق البحث بالفعل في عام 2003 أدلة على أن الشمس أكثر نشاطًا الآن مما كانت عليه في الألف عام الماضية. وقد سمحت لهم مجموعة بيانات جديدة بتمديد طول الفترة الزمنية المدروسة إلى 11400 سنة ، بحيث يمكن تغطية المدة الكاملة منذ آخر عصر جليدي. أظهرت هذه الدراسة أن الحلقة الحالية من النشاط الشمسي العالي منذ عام 1940 فريدة من نوعها خلال السنوات الـ 8000 الماضية. هذا يعني أن الشمس أنتجت المزيد من البقع الشمسية ، ولكن أيضًا المزيد من التوهجات والانفجارات ، التي تطلق سحب غازية ضخمة في الفضاء ، مما كانت عليه في الماضي. مصدر ومصدر كل هذه الظواهر هو المجال المغناطيسي للشمس.
منذ اختراع التلسكوب في أوائل القرن السابع عشر ، لاحظ الفلكيون بقع الشمس بشكل منتظم. هذه مناطق على السطح الشمسي حيث يتم تقليل إمدادات الطاقة من الداخل الشمسية بسبب الحقول المغناطيسية القوية التي تحتوي عليها. ونتيجة لذلك ، تكون البقع الشمسية أكثر برودة بنحو 1500 درجة وتبدو مظلمة بالمقارنة مع محيطها غير المغناطيسي عند متوسط درجة حرارة 5،800 درجة. يختلف عدد البقع الشمسية المرئية على السطح الشمسي باختلاف دورة نشاط الشمس لمدة 11 عامًا ، والتي يتم تعديلها من خلال الاختلافات طويلة المدى. على سبيل المثال ، لم تكن هناك أي بقع شمسية تقريبًا خلال النصف الثاني من القرن السابع عشر.
بالنسبة للعديد من الدراسات المتعلقة بأصل الشمس النشطة وتأثيرها المحتمل على التغيرات طويلة المدى في مناخ الأرض ، فإن الفاصل الزمني منذ عام 1610 ، الذي توجد به سجلات منتظمة لبقع الشمس ، قصير جدًا. في الأوقات السابقة ، يجب اشتقاق مستوى النشاط الشمسي من بيانات أخرى. يتم تخزين هذه المعلومات على الأرض في شكل نظائر "كونية". وهي نوى مشعة ناتجة عن اصطدام جزيئات الأشعة الكونية النشطة بجزيئات الهواء في الغلاف الجوي العلوي. أحد هذه النظائر هو C-14 ، الكربون المشع مع نصف عمر 5730 سنة ، وهو معروف جيدًا من طريقة C-14 لتحديد عمر الأشياء الخشبية. تعتمد كمية C-14 المنتجة بقوة على عدد جزيئات الأشعة الكونية التي تصل إلى الغلاف الجوي. هذا العدد ، بدوره ، يختلف باختلاف مستوى النشاط الشمسي: في أوقات النشاط المرتفع ، يوفر المجال المغناطيسي الشمسي درعًا فعالًا ضد هذه الجسيمات النشطة ، بينما تزداد شدة الأشعة الكونية عندما يكون النشاط منخفضًا. لذلك ، يؤدي النشاط الشمسي العالي إلى انخفاض معدل الإنتاج لـ C-14 ، والعكس صحيح.
عن طريق خلط العمليات في الغلاف الجوي ، تصل C-14 التي تنتجها الأشعة الكونية إلى المحيط الحيوي وجزء منها مدمج في الكتلة الحيوية للأشجار. يمكن استعادة بعض جذوع الأشجار من تحت الأرض بعد آلاف السنين من وفاتها ويمكن قياس محتوى C-14 المخزن في حلقات الأشجار الخاصة بهم. يتم تحديد السنة التي تم فيها دمج C-14 من خلال مقارنة الأشجار المختلفة مع فترات الحياة المتداخلة. بهذه الطريقة ، يمكن للمرء أن يقيس معدل إنتاج C-14 إلى الوراء في الوقت المناسب على مدى 11400 سنة ، حتى نهاية العصر الجليدي الأخير. استخدمت المجموعة البحثية هذه البيانات لحساب التغير في عدد البقع الشمسية على مدى 11400 سنة. عدد البقع الشمسية هو مقياس جيد أيضًا لقوة مختلف الظواهر الأخرى للنشاط الشمسي.
تم اختبار وقياس طريقة إعادة بناء النشاط الشمسي في الماضي ، التي تصف كل حلقة في السلسلة المعقدة التي تربط وفرة النظائر برقم البقع الشمسية مع النماذج المادية الكمية المتسقة ، من خلال مقارنة السجل التاريخي لأرقام البقع الشمسية المقاسة مباشرة مع أقصر في وقت سابق إعادة البناء على أساس النظير الكوني Be-10 في الدروع الجليدية القطبية. تتعلق النماذج بإنتاج النظائر بواسطة الأشعة الكونية ، وتعديل تدفق الأشعة الكونية بواسطة المجال المغناطيسي بين الكواكب (التدفق المغناطيسي الشمسي المفتوح) ، وكذلك العلاقة بين المجال المغناطيسي الشمسي واسع النطاق وعدد البقع الشمسية. وبهذه الطريقة ، وللمرة الأولى ، يمكن الحصول على إعادة بناء موثوق بها كمياً لعدد البقع الشمسية طوال الوقت منذ نهاية العصر الجليدي الأخير.
نظرًا لأن سطوع الشمس يختلف قليلاً مع النشاط الشمسي ، فإن إعادة البناء الجديدة تشير أيضًا إلى أن الشمس تشرق أكثر إلى حد ما اليوم مما كانت عليه في الـ 8000 عام السابقة. ما إذا كان هذا التأثير يمكن أن يقدم مساهمة كبيرة في الاحترار العالمي للأرض خلال القرن الماضي هو سؤال مفتوح. يؤكد الباحثون حول سامي ك. سولانكي على حقيقة أن النشاط الشمسي ظل على مستوى ثابت تقريبًا (مرتفع) منذ حوالي عام 1980 - بصرف النظر عن الاختلافات بسبب دورة 11 عامًا - في حين شهدت درجة الحرارة العالمية زيادة أخرى قوية خلال هذا الوقت. من ناحية أخرى ، تشير الاتجاهات المماثلة إلى حد ما للنشاط الشمسي ودرجة الحرارة الأرضية خلال القرون الماضية (باستثناء ملحوظ في العشرين سنة الماضية) إلى أن العلاقة بين الشمس والمناخ لا تزال تمثل تحديًا لمزيد من البحث.
المصدر الأصلي: بيان صحفي من جمعية ماكس بلانك
