14.300 jaar geleden vond de grootste zonnestorm die we kennen plaats. Dat concluderen onderzoekers aan de hand van de jaarringen van 140 bomen die begraven lagen in de oever van een Franse rivier.

Boomstammen in de Alpen hebben onthuld dat de krachtigste zonnestorm die we kennen 14.300 jaar geleden de aarde trof. Als zo’n zonnestorm vandaag de dag de kop op zou steken, dan zouden de gevolgen ongekend zijn. Het zou mogelijk alle satellieten wegvagen en elektriciteitsnetten maandenlang uitschakelen.

Zonnestormen bestaan uit geladen deeltjes die door de zon worden uitgestoten, gemagnetiseerd plasma en gammastraling. Wanneer zo’n zonnestorm de aarde treft, kan dat een piek veroorzaken in de hoeveelheid radioactieve koolstof in bomen.

Er is meer onderzoek nodig naar het effect van ruimtevaart op het brein
LEES OOK

Er is meer onderzoek nodig naar het effect van ruimtevaart op het brein

Om veilig te ruimtereizen, moeten we in beeld krijgen hoe een leven zonder aardse zwaartekracht de hersenen beïnvloedt, stelt Elisa Raffaella Ferrè.

In 2012 ontdekte natuurkundige Fusa Miyake van de Nagoya-universiteit in Japan die gevolgen van extreem krachtige zonnevlammen in eeuwenoude boomstammen. Sindsdien zijn er op deze manier minstens negen oude zonnestormen ontdekt: de zogenaamde Miyake-gebeurtenissen.

Nu heeft statisticus Tim Heaton van de Universiteit van Leeds in het Verenigd Koninkrijk op deze manier bewijs gevonden voor de grootste zonnestorm ooit. Deze storm was bijna twee keer zo heftig als de op één na grootste Miyake-gebeurtenis. Heaton en zijn collega’s ontdekten het bewijs voor de storm in de stammen van oude dennenbomen in de Zuid-Franse Alpen.

‘We weten niet precies wat er gebeurt als zo’n zonnestorm vandaag de dag zou plaatsvinden’, zegt Heaton. ‘Sommige mensen denken dat zulke stormen absoluut catastrofaal zouden zijn. Ze zouden maandenlange stroomstoringen kunnen veroorzaken over de halve aardbol, en de zonnepanelen op onze satellieten kunnen vernietigen, waardoor deze permanent buiten werking zouden raken.’ Andere voorspellingen zijn minder pessimistisch, maar er bestaat veel onzekerheid over, zegt Heaton.

Jaarringen

Heaton en zijn team bekeken 140 boomstammen die begraven lagen in de oever van de rivier de Durance, in de Provence. Door bodemerosie waren de stammen bloot komen te liggen. Het team onderzocht of ze verhoogde niveaus van koolstof-14 bevatten. Dat is een type koolstof met twee neutronen meer dan normaal. Koolstof-14 ontstaat wanneer zonnedeeltjes met veel energie de aardatmosfeer raken.

De onderzoekers vergeleken de jaarringen van de bomen, en construeerden zo een tijdlijn van wanneer elke boom leefde. Zo stelden ze vast dat er 14.300 jaar geleden een enorme piek in koolstof-14 ontstond.

Ze vergeleken deze piek ook met verhoogde niveaus van beryllium in ijskernen die in Groenland zijn onderzocht. Dat ontstaat op dezelfde manier.

De boomstammen in de oevers van de Durance kwamen aan het licht door bodemerosie. Beeld: Cécile Miramont.

Zeldzaam maar heftig

We kunnen deze vondst niet vergelijken met iets uit de recente geschiedenis, zegt Heaton. De grootste zonnestorm waar we weet van hebben, was de Carrington-gebeurtenis van 1859. Deze veroorzaakte branden en stroompieken in telegraafdraden. De gebeurtenis was echter zo klein vergeleken met de Miyake-gebeurtenissen, dat die in de koolstofmetingen niet eens als een stipje te zien zou zijn.

We kennen nu tien Miyake-gebeurtenissen in de afgelopen 15.000 jaar. Ze lijken relatief zeldzaam, maar we weten nog niet of er misschien een patroon in zit, en of ze dus te voorspellen zijn. Het is ook onduidelijk welke veranderingen de zon ondergaat voordat zo’n zonnestorm ontstaat. ‘Ze passen niet bij wat mensen dachten dat het mogelijke gedrag van de zon was’, zegt Heaton. ‘We weten niet eens of ze voortkomen uit een echt speciaal gedrag van de zon, of dat het gaat om extreme varianten van de meer gematigde zonnestormen die we gewoonlijk zien.’

Koolstof-14 ontstaat alleen door de hoogenergetische deeltjes die uit de zon komen, zoals protonen. Iets waar de koolstofpieken ons dus niets over vertellen, zijn de andere zaken die de zon uitstootte tijdens zonnestormen – zoals gammastraling of plasma, zegt geoloog Raimund Muscheler van de Lund-universiteit in Zweden.

Er zijn meer metingen nodig om deze gebeurtenissen echt te begrijpen. ‘Dit is misschien wel de grootste [zonnestorm] uit het verleden die we hebben gezien, maar ik denk dat het nog maar het topje van de ijsberg is’, zegt Muscheler.