Científicos reconstruyen la actividad solar del último milenio estudiando los anillos de los árboles

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Científicos reconstruyen la actividad solar del último milenio estudiando los anillos de los árboles

(ETH Zurich)

Gracias a la observación de las manchas solares, los astrónomos saben que la actividad del Sol cambia en un ciclo de 11 años. Sin embargo, este conocimiento solo se ha documentado en detalle desde principios del siglo XVII, cuando se empezó a observar al Sol con ayuda de los telescopios recién inventados. 

Ahora, un equipo internacional de investigadores ha reconstruido la actividad solar desde el año 969 utilizando mediciones de carbono radiactivo en anillos de árboles. Los hallazgos ayudarán a los científicos a comprender mejor la dinámica del Sol en el último milenio.

El estudio, cuyo autor principal es Nical Brehm del Laboratorio de Física de Rayos de Iones en ETH Zurich, fue publicado en Nature Geoscience.

Actividad solar y anillos de árboles

Sabemos que la edad de un árbol puede determinarse a partir del número de anillos que tenga. Cada anillo contiene una pequeña cantidad de carbono radiactivo, tan solo un átomo de carbono 14 por cada billón de átomos. Dado que los científicos saben que la vida media del C14 es de unos 5700 años, pueden calcular la concentración de átomos C14 en la atmósfera cuando creció cada anillo. 

Los anillos más antiguos están en el centro y los más recientes en el exterior. (Pinterest)

Lo más interesante de esta parte del estudio es que el carbono 14 presente en los anillos de los árboles no proviene del Sol. Proviene de los rayos cósmicos que llegan a nuestro planeta desde fuera del sistema solar. Sin embargo, es el campo magnético del Sol el que ayuda a evitar que estos rayos cósmicos lleguen a la superficie terrestre.

Como ya habrás adivinado, cuanto más poderoso sea el campo magnético del Sol, menos isótopos de C14 llegan a la Tierra para ser absorbidos por los árboles. Por lo que, cantidades más bajas de C14 en los anillos de los árboles indican un periodo de mayor actividad solar. 

Teniendo en cuenta que los anillos de los árboles crecen en un ciclo anual, obtenemos una especie de fotografía de la actividad solar en cada año. Al unir esta información, de año a año, obtenemos un mejor panorama sobre cómo fue la actividad solar en el pasado.

Sin embargo, hacer mediciones tan pequeñas de carbono 14 en los anillos de los árboles no es una tarea sencilla. «Las únicas mediciones de ese tipo se hicieron en los años 80 y 90», dijo el astrónomo Lukas Wacker, «pero solo durante los últimos 400 años y utilizando el método de conteo extremadamente laborioso».

Teniendo esto en cuenta, el equipo pensó en otro método para detectar el carbono 14: espectrometría de masas con acelerador (AMS). “Usando la espectrometría de masas con aceleradores modernos, ahora pudimos medir la concentración de C14 dentro del 0.1 por ciento en solo unas pocas horas con muestras de anillos de árboles que eran mil veces más pequeñas”, dijo Brehm en un comunicado.

Resultados

Con ayuda de este método, el equipo pudo reconstruir el registro de la actividad del Sol desde el año 969 hasta 1933. Su reconstrucción confirmó que el Sol, en efecto, ha tenido un ciclo de 11 años, conocido como ciclo de Schwabe, al menos desde el año 969. 

Actividad solar durante los últimos 1000 años (azul, con intervalo de error en blanco) y registros de manchas solares (curva roja) que se remontan a menos de 400 años. (ETH Zurich)

El equipo también confirmó que en el año 993 hubo un evento de protones solares pronunciado que creó un pico en el C14 atmosférico. Estos eventos ocurren cuando los protones emitidos por el Sol se aceleran lo suficiente como para penetrar el campo magnético de la Tierra y causar ionización en la atmósfera. Existía un debate en torno al evento del año 993, pero este trabajo ha corroborado su existencia.

Pero eso no fue todo. Además, se halló evidencia de dos eventos de protones más en el año 1052 y 1279. Esta es la primera vez que se detectan dichos eventos, y podría indicar que ocurren con más frecuencia de lo que se pensaba. Lo mencionado es muy interesante pues estos eventos pueden representar un peligro para la electrónica en la Tierra y los satélites.

Existen archivos de anillos de árboles durante los últimos 14.000 años. De manera que,  los investigadores esperan utilizar su método para determinar las concentraciones anuales de C14 desde el final de la última edad de hielo.

 

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