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Un estudio en anillos de árboles ha identificado la última vez que hubo un estallido de radiación cósmica tan potente que, si ocurriera hoy, causaría estragos mundiales en energía y telecomunicaciones.
Al analizar los anillos de los árboles en busca de carbono-14, una variante radiactiva del carbono que se produce de forma natural, el equipo descubrió un pico que data del año 664 a.C., lo que señala el único evento de tormenta solar extrema cuyo momento había eludido a los investigadores durante mucho tiempo. El hallazgo se publica en la revista Communications Earth & Environment.
Estas tormentas solares extremas son raras: solo se sabe de seis dejaron su rastro en la Tierra en los últimos 14.500 años y no se había identificado hasta ahora ninguna desde el apogeo del Imperio asirio, hace casi 2.700 años.
Irina Panyushkina, autora principal del estudio y profesora asociada de investigación de dendrocronología en el Laboratorio de Investigación de Anillos de Árboles de la Universidad de Arizona, dijo que determinar el momento preciso de un evento de erupción solar masiva proporciona datos importantes para los científicos que estudian y desarrollan modelos de la actividad del sol a lo largo del tiempo.
El carbono-14 se forma continuamente en la atmósfera como resultado de la radiación cósmica, dijo Panyushkina. Finalmente, el carbono-14 reacciona con el oxígeno para formar dióxido de carbono.
“Después de unos meses, el carbono-14 habrá viajado desde la estratosfera a la atmósfera inferior, donde es absorbido por los árboles y se convierte en parte de la madera a medida que crecen”, dijo Panyushkina en un comunicado.
No fue hasta 2012 que se supo de la existencia de tormentas solares extremas, conocidas como eventos Miyake. Ese año, Fusa Miyake, un físico japonés y colaborador del equipo de Panyushkina, publicó un artículo en el que informaba sobre la firma reveladora de las tormentas: picos de isótopos de carbono radiactivo en los anillos de crecimiento de los árboles.
Los eventos Miyake ocurren cuando el campo electromagnético del sol se debilita, lo que permite que el plasma de la superficie del sol escape al espacio. Con el aumento de la actividad solar, los protones bombardean la atmósfera de la Tierra y desencadenan reacciones químicas que conducen a un aumento de los isótopos radiactivos.
“Gracias al radiocarbono en los anillos de los árboles, ahora sabemos que ocurrieron seis eventos Miyake en los últimos 14.500 años”, dijo Panyushkina. “Si ocurrieran hoy, tendrían efectos catastróficos en la tecnología de las comunicaciones”.
Panyushkina y su equipo utilizaron bisturíes para diseccionar anillos de árboles individuales de muestras de madera antigua, incluidas muestras de árboles muertos enterrados en las riberas de los ríos y maderas excavadas durante excavaciones arqueológicas. Luego, los investigadores quemaron la celulosa, el componente principal de la madera, para determinar el contenido de radiocarbono.
Para determinar si las tormentas solares causaron los picos de radiocarbono, los investigadores compararon los datos de los anillos de los árboles con los picos que otros investigadores encontraron en un isótopo diferente, el berilio-10, atrapado en núcleos de hielo tomados de glaciares y capas de hielo. Al igual que el carbono-14, el berilio-10 se forma en la atmósfera debido a una avalancha de partículas del sol. La lluvia y la nieve capturan el isótopo y lo atrapan en las capas de hielo de manera similar a cómo los árboles absorben el carbono-14.
“Si los núcleos de hielo tanto del Polo Norte como del Polo Sur muestran un pico en el isótopo berilio-10 para un año en particular que corresponde a un aumento del radiocarbono en los anillos de los árboles, sabemos que hubo una tormenta solar”, dijo Panyushkina.
Aunque los anillos de los árboles pueden actuar como “archivadores” que registran los eventos de Miyake, los investigadores hasta ahora no han podido encontrar evidencia de un patrón en los eventos, dijo Panyushkina.
“Los anillos de los árboles nos dan una idea de la magnitud de estas tormentas masivas, pero no podemos detectar ningún tipo de patrón, por lo que es poco probable que podamos predecir cuándo ocurrirá un evento de este tipo", afirmó. “Aun así, creemos que nuestro artículo transformará la forma en que buscamos y entendemos la señal del pico de carbono 14 de los eventos extremos de protones solares en los anillos de los árboles”.
“La energía de este tipo de evento no solo cambia el contenido de radiocarbono de la atmósfera, sino también su química”, añadió. “Estamos tratando de averiguar cómo afectan esos eventos de corta duración y potentes al sistema terrestre en su conjunto”.