Les anneaux des arbres témoignent d’une mystérieuse tempête cosmique qui se produit tous les milliers d’années

L’histoire du bombardement de la Terre par les radiations cosmiques est écrite dans les arbres.

(Université du Queensland)

Plus précisément, lorsque les rayonnements pénètrent dans l’atmosphère terrestre, ils peuvent modifier les atomes d’azote qu’ils rencontrent pour produire une forme de carbone, qui est à son tour absorbée par les plantes. En établissant un lien entre les pics de cet isotope du carbone et les anneaux de croissance des arbres, nous pouvons obtenir un registre fiable des tempêtes de radiations remontant à des milliers d’années.

Cet enregistrement nous montre que les plus colossaux de ces événements, appelés événements de Miyake (du nom du scientifique qui les a découverts), se produisent environ une fois tous les mille ans. Cependant, nous ne savons pas ce qui les provoque – et de nouvelles recherches suggèrent que notre principale théorie, impliquant des éruptions solaires géantes, pourrait être écartée.

En l’absence d’un moyen facile de prédire ces événements potentiellement dévastateurs, nous sommes confrontés à un sérieux problème.

“Nous devons en savoir plus, car si l’un de ces événements se produisait aujourd’hui, il détruirait la technologie, notamment les satellites, les câbles Internet, les lignes électriques longue distance et les transformateurs”, explique l’astrophysicien Benjamin Pope, de l’université du Queensland en Australie.

“L’effet sur les infrastructures mondiales serait inimaginable.”

L’histoire des rencontres de la Terre avec les tempêtes de rayonnement cosmique est là pour être déchiffrée si vous savez comment regarder. Le principal indice est un isotope radioactif du carbone appelé carbone 14, souvent appelé radiocarbone. Comparé aux autres isotopes du carbone présents naturellement sur Terre, le radiocarbone est relativement rare. Il ne se forme que dans la haute atmosphère, lorsque les rayons cosmiques entrent en collision avec des atomes d’azote, déclenchant une réaction nucléaire qui crée le radiocarbone.

Comme les rayons cosmiques entrent constamment en collision avec notre atmosphère, nous disposons d’une quantité constante mais très faible de radiocarbone qui tombe en pluie sur la surface. Une partie de ce radiocarbone se retrouve dans les cernes des arbres. Comme les arbres ajoutent un nouvel anneau de croissance chaque année, le dépôt de radiocarbone peut être retracé dans le temps, ce qui permet d’obtenir un enregistrement de l’activité des rayonnements sur des dizaines de millénaires.

Un pic important de radiocarbone trouvé dans les arbres du monde entier signifie une augmentation du rayonnement cosmique. Plusieurs mécanismes peuvent être à l’origine de ce phénomène, les éruptions solaires étant l’un des principaux. Mais il existe d’autres sources possibles de tempêtes de radiations qui n’ont pas été écartées de manière concluante. Les éruptions solaires n’ont pas non plus été exclues de manière concluante.

Étant donné que l’interprétation des données relatives aux cernes des arbres nécessite une compréhension globale du cycle du carbone, une équipe de chercheurs dirigée par le mathématicien Qingyuan Zhang de l’université du Queensland a entrepris de reconstituer le cycle du carbone à l’échelle mondiale, en se basant sur toutes les données relatives au radiocarbone des cernes des arbres qu’elle a pu obtenir.

“Lorsque le rayonnement frappe l’atmosphère, il produit du carbone 14 radioactif, qui est filtré par l’air, les océans, les plantes et les animaux, et produit un enregistrement annuel du rayonnement dans les anneaux des arbres”, explique Zhang.

“Nous avons modélisé le cycle mondial du carbone pour reconstituer le processus sur une période de 10 000 ans, afin de mieux comprendre l’échelle et la nature des événements de Miyake.”

Les résultats de cette modélisation ont donné à l’équipe une image extrêmement détaillée d’un certain nombre d’événements de rayonnement – suffisamment pour conclure que le moment et le profil sont incompatibles avec les éruptions solaires. Les pics de radiocarbone ne sont pas corrélés à l’activité des taches solaires, qui est elle-même liée aux éruptions. Certains pics ont persisté pendant plusieurs années.

Et il y avait une incohérence dans les profils de radiocarbone entre les régions pour le même événement. Pour un événement majeur, enregistré en 774 de l’ère chrétienne, certains arbres dans certaines parties du monde ont montré des augmentations brusques et soudaines du radiocarbone pendant un an, tandis que d’autres ont montré un pic plus lent sur deux ou trois ans.

“Plutôt qu’une explosion ou une éruption unique et instantanée, nous sommes peut-être en présence d’une sorte de ‘tempête’ ou d’explosion astrophysique”, explique Zhang.

Les chercheurs ne savent pas, pour l’instant, ce qui pourrait causer ces explosions, mais il existe un certain nombre de candidats. L’une d’entre elles est l’apparition d’une supernova, dont les radiations peuvent se propager dans l’espace. Une supernova a peut-être eu lieu en 774 de notre ère, et les scientifiques ont établi des liens entre les pics de radiocarbone et d’autres supernovas possibles, mais nous avons connu des supernovas sans pics de radiocarbone, et des pics sans supernova liée.

Parmi les autres causes potentielles, citons les super-éruptions solaires, mais il est peu probable qu’une éruption suffisamment puissante pour produire le pic de radiocarbone de 774 de notre ère ait été provoquée par notre Soleil. Il se peut qu’il y ait une activité solaire non enregistrée auparavant. Mais le fait est qu’il n’y a pas d’explication simple qui permette de comprendre ce qui provoque les événements de Miyake.

Et cela, selon les chercheurs, est inquiétant. Le monde humain a radicalement changé depuis l’an 774 de notre ère ; un phénomène de Miyake pourrait provoquer ce que les scientifiques appellent une “apocalypse de l’internet” en endommageant les infrastructures, en nuisant à la santé des voyageurs aériens, voire en appauvrissant la couche d’ozone.

“D’après les données disponibles, il y a environ 1 % de chances d’en voir un autre au cours de la prochaine décennie”, explique M. Pope.

“Mais nous ne savons pas comment le prévoir ni quels dommages il pourrait causer. Ces probabilités sont assez alarmantes et jettent les bases d’une recherche plus approfondie.”

La recherche a été publiée dans Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical, and Engineering Sciences.

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Source : ScienceAlert – Traduit par Anguille sous roche