Сотрудниками ИЭРиЖ УрО РАН в составе международного консорциума COSMIC в глобальном масштабе исследованы необычно высокие подъемы содержания 14С в атмосфере Земли в 775 и 994 гг. (события Мияке). Анализ годичных колец деревьев с пяти континентов показал, что общие для всей планеты сигналы воспроизводятся древесными кольцами совершенно синхронно. Глобальный масштаб работы позволил провести датировку событий Мияке, вызванных, вероятно, сверхмощными вспышками на Солнце, с точностью до одного–двух месяцев. Результаты доказали абсолютную надежность дендрохронологических датировок и возможность реконструкции на их основе планетарных и космических событий с точностью до одного года.
Шесть лет назад появилась новая область исследований – анализ быстрых (в течение года–двух) подъемов содержания радиоактивного изотопа углерода (14C) в атмосфере Земли. Начало положила статья в журнале Nature, опубликованная в 2012 г. сотрудниками университета Нагои в Японии (Miyake et al., 2012). Изучая 14С в отдельных годичных кольцах японского кедра они обнаружили резкий скачок активности радиоуглерода в кольцах, которые образовались в 775 году н.э. Этот рост был настолько высоким, что авторы заявили о невозможности объяснения такого подъема радиоуглерода в атмосфере ни крупной солнечной вспышкой, ни появлением сверхновой. Позднее было показано (Usoskin et al., 2013), что скачок такой интенсивности все-таки может быть объяснен солнечной вспышкой. Очевидно, это была самая сильная вспышка на Солнце за последние несколько тысяч лет. В 2013 г., вышла еще одна статья Ф. Мияке с соавторами (Miyake et al., 2013) с сообщением об обнаружении аналогичного, но чуть меньшего, скачка радиоуглерода в 994 г. н.э.
Международный научный консорциум COSMIC, в состав которого входят сотрудники лаборатории дендрохронологии ИЭРиЖ УрО РАН, провел анализ событий 775 и 994 гг. (события Мияке) в глобальном масштабе. Из разных точек земного шара (рис. 1), где построены древесно-кольцевые хронологии длительностью не менее 1100 лет, были получены образцы годичных колец, датированных дендрохронологическим методом, сформировавшихся за 5 лет до и 5 лет после событий Мияке. В каждом из этих колец была измерена концентрация радиоуглерода.
В результате было показано, что во всех 43 точках Земли, откуда были получены образцы годичных колец, скачки содержания радиоуглерода выпадали на одни и те же годы (рис. 2). При этом 43 древесно-кольцевые хронологии по ширине колец 27 видов деревьев, построенные разными авторами для разных районов Земли, не синхронны между собой, так как прирост деревьев зависит от региональных особенностей климата и биологических особенностей вида. Тем не менее, общие для планеты сигналы внеземного происхождения воспроизводятся этими хронологиями совершенно синхронно. Таким образом, результаты работы доказывают абсолютную надежность дендрохронологических датировок.
Рисунок 1 – Сеть проекта COSMIC, включающая 43 точки, откуда были взяты для анализа образцы годичных колец деревьев
Полученные результаты позволили также провести датировку событий Мияке с точностью до одного-двух месяцев. Разные виды деревьев в разных районах Земли имеют отличия в сроках вегетации. Например, лето в Южном полушарии соответствует периоду покоя у деревьев Северного полушария. На основе таких особенностей было рассчитано, что первое из событий произошло в июле 774 года, а второе – в апреле 993 года.
Рисунок 2 – Содержание 14С в годичных кольцах 770–780 годов (a) и 990–1000 годов (b) в северном (синий цвет) и южном (красный цвет) полушариях
И еще один результат, вытекающий из глобального масштаба работы, проведенной консорциумом COSMIC, заключается в обнаружении тренда снижения содержания радиоуглерода в Северном полушарии в периоды событий Мияке от полюса к экватору (рис. 3).
Рисунок 3 – Изменения содержания 14С в древесных кольцах, усредненные для 11-летних интервалов для 770-780 гг. и 990-1000 гг., в зависимости от географической широты