1859 年，有史以來最強烈的太陽耀斑爆發到地球大氣層中，使兩個半球都沐浴在絢麗多彩的極光中，同時對世界範圍內的電報系統造成了嚴重破壞。人們普遍目睹了天體的混亂，但是那場風暴揮之不去的實體證據研究人員在 3 月 16 日的《卡林頓事件》中報告說，這一事件被稱為“卡林頓事件”，但事實證明，迄今為止該事件一直難以捉摸。地球物理研究通訊。
赫爾辛基大學的生態學家 Joonas Uusitalo 和他的同事發現了卡林頓事件的第一個已知痕跡：芬蘭最北部樹木年輪中保存的碳 14 原子。儘管其他樹木記錄了現代記錄開始之前發生的更強大的太陽耀斑，例如 774 年和 993 年，但科學家此前並未發現這一事件的樹木年輪證據。
烏西塔洛說，那些風暴的強度可能比 1859 年的風暴強 10 倍，因此它們留下更強的訊號是有道理的。他還說，科學家先前尋找卡靈頓事件線索的樹木都位於中緯度地區，例如日本、歐洲或美國。但是“根據我們早期的研究，我們有這樣的想法，也許極地樹木對[不太強大的風暴]更敏感。”
因此，烏西塔洛的團隊檢查了芬蘭拉普蘭地區北極圈上方不同地點的三棵樹的年輪，以及來自中緯度地區的三棵樹的年輪。這些年輪的年代均在 1853 年至 1871 年間。這表明可以利用極地樹木年輪來探測中等規模的太陽風暴。
研究人員認為，這些極地樹木的額外敏感性可能與太陽粒子與地球磁場的相互作用有關。太陽耀斑是從太陽迅速流向地球的粒子爆發。當粒子遇到地球磁場時，它們會向兩極偏轉；磁層的擾動會產生極光，也會對無線電訊號造成嚴重破壞。
當粒子進入平流層時，它們與大氣分子反應，產生碳-14，通常是由宇宙射線與大氣中的氮相互作用產生的。研究人員推測，來自太陽粒子的額外爆發的碳14最終會到達地球最低大氣層——對流層，在那裡它被吸入活樹的組織中，從而保存了太陽耀斑的記錄。
年輪中的這些碳 14 尖峰被稱為三宅事件，以日本名古屋大學物理學家 Fusa Miyake 的名字命名，他首先將觀察到的尖峰與太陽風暴聯繫起來。 Miyake 是這項新研究的合著者。
科學家先前認為碳14會迅速混合到大氣中，當它到達地表時，它會均勻地分佈在不同緯度的樹木中。但最近的研究表明，在北極，平流層和對流層之間的空氣交換比低緯度地區更快，烏西塔洛說。因此，靠近兩極的樹木比中緯度地區的樹木接收到的碳 14 注入量稍多，這使它們能夠更好地感測器來檢測相對較弱的風暴。
烏西塔洛說，利用極地樹木可以讓研究人員更深入了解中度太陽風暴的常見程度。歷史檔案顯示，1582 年、1730 年和 1770 年也曾出現過耀斑，但迄今為止，中緯度樹木年輪中尚未發現任何痕跡。他的團隊現在計劃在更靠近北極的地方尋找它們。
澳洲聖露西亞昆士蘭大學的物理學家本傑明波普說，這項發現對於科學家了解樹木年輪記錄中的放射性碳峰值「非常重要」。 「我們一直面臨的一個問題是，現代科學時代觀測到的最大太陽耀斑——1859 年的卡林頓事件——甚至沒有出現在放射性碳記錄中，」他說。
波普和他的同事們最近有人質疑太陽耀斑是否甚至對三宅事件負有責任，部分原因是尖峰與太陽週期的吻合程度存在不確定性，以及明顯缺乏證據表明靠近兩極的樹木含有較高水平的碳14（序號：11/7/22）。如果新發現成立，它們將為三宅事件與太陽風暴之間的連結提供新的支持。不過，波普指出，這項研究的結果僅基於極地地區的三棵樹，在得出任何結論之前，用其他高緯度樹木複製這些結果至關重要。
烏西塔洛對此表示同意，並補充說，研究跨越 11 年太陽活動週期更長時期的樹木年輪也很關鍵。這是因為太陽的活動可能會以另一種方式影響大氣中碳14 的產生，他說：太陽風實際上可以將宇宙射線推離地球，週期性地減少正常的射線流入，這些射線會在大氣中發生反應形成碳14。如果這種微妙的循環也可以在極地樹木年輪中檢測到，那麼樹木可以提供一種新的方法來檢查太陽和大氣環流的歷史循環。
不管怎樣，他說，“我想強調[研究]高緯度樹木的重要性。”由於科學家傾向於分析靠近樹木居住地的樹木，因此大多數測量結果來自中緯度地區。但是，正如這項研究所暗示的那樣，遙遠北方的樹木可能守護著有關地球和太陽相互交織的歷史的許多秘密。
