地球被宇宙辐射轰击的历史是写在树上的。
具体来说，当辐射撞击地球大气层时，它会改变撞击到的任何氮原子，产生一种形式的碳，而碳又被植物吸收。将这种碳同位素的尖峰与树木的年轮联系起来，可以为我们提供数千年前辐射风暴的可靠记录。
这份记录向我们展示了这些事件中规模最大的一次，称为三宅事件（继发现它们的科学家），大约每千年发生一次。然而，我们不知道是什么原因导致它们——新的研究表明，我们涉及巨大太阳耀斑的主导理论可能不可行。
如果没有一种简单的方法来预测这些潜在的破坏性事件，我们就会面临一个严重的问题。
“我们需要了解更多，因为如果其中之一发生在今天，它将摧毁包括卫星、互联网电缆、长途电力线和变压器在内的技术，”说澳大利亚昆士兰大学天体物理学家本杰明·波普。
“这对全球基础设施的影响将是难以想象的。”
如果你知道如何观察，地球遭遇宇宙辐射风暴的历史就可以解读。主要线索是碳的放射性同位素，称为碳14，通常称为放射性碳。与地球上其他天然存在的碳同位素相比，放射性碳相对稀缺。它仅在高层大气中形成，当宇宙射线与氮原子碰撞时，引发核反应，产生放射性碳。
由于宇宙射线不断与我们的大气层碰撞，因此我们的表面有持续但数量很少的物质雨点。其中一些被树木年轮缠住。由于树木每年都会增加一个新的年轮，因此放射性碳沉积可以追溯到时间上，记录了数千年的辐射活动。
世界各地树木中发现的放射性碳含量大幅上升，意味着宇宙辐射的增加。有多种机制可以导致这种情况，其中太阳耀斑是其中一个重要的机制。但还有一些其他可能的辐射风暴来源尚未被最终排除。太阳耀斑也没有得到最终的裁定。
由于解释树木年轮数据需要全面了解全球碳循环，昆士兰大学数学家张清远领导的研究小组开始根据他们能得到的每一份树木年轮放射性碳数据重建全球碳循环。
“当辐射撞击大气层时，会产生放射性碳14，它会过滤空气、海洋、植物和动物，并在树木年轮中产生年度辐射记录，”张解释道。
“我们对全球碳循环进行了建模，以重建一万年期间的过程，以深入了解三宅事件的规模和性质。”
该模型的结果为团队提供了一系列辐射事件的极其详细的图像，足以得出结论：时间和分布与太阳耀斑不一致。放射性碳的峰值与太阳黑子活动无关，而太阳黑子活动本身又与耀斑活动有关。一些峰值持续了多年。
对于同一事件，不同地区的放射性碳分布也不一致。在公元 774 年记录的一次重大事件中，世界某些地区的一些树木的放射性碳含量在一年内急剧上升，而另一些树木的放射性碳含量则在两到三年内缓慢上升。
“我们可能看到的不是一次瞬时爆炸或耀斑，而是一种天体物理‘风暴’或爆发，”张说。
目前，研究人员还不知道是什么导致了这些爆发，但有很多候选者。其中之一是超新星事件，其辐射可以穿过太空。超新星可能确实发生过公元 774 年，科学家们已经在放射性碳尖峰和，但我们已经知道没有放射性碳尖峰的超新星，以及没有链接超新星的尖峰。
其他潜在的原因包括太阳超级耀斑，但强度足以产生 774 CE 放射性碳尖峰的耀斑不太可能从我们的太阳爆发。也许存在一些以前未被记录的太阳活动。但事实是，没有简单的解释能够清楚地解释三宅事件的原因。
研究人员表示，这是一个令人担忧的问题。人类世界有自公元 774 年以来；现在，三宅一生事件可能会导致科学家所说的“互联网末日”，因为基础设施遭到破坏，损害航空旅客的健康，甚至耗尽资源层。
“根据现有数据，在未来十年内大约有百分之一的机会看到另一个，”教皇说。
“但我们不知道如何预测它或它可能造成什么危害。这些可能性相当惊人，并为进一步研究奠定了基础。”
该研究发表于英国皇家学会会刊 A：数学、物理和工程科学。
