Mais de 1.000 anos de atividade solar são lidos em anéis de árvores

Redação do Site Inovação Tecnológica - 27/01/2021

Atividade solar nos últimos 1000 anos (azul, com intervalo de erro em branco) e registros das manchas solares (curva vermelha) dos últimos 400 anos. O fundo mostra um ciclo solar típico de onze anos.
[Imagem: ETH Zurich]

Gráfico dos ciclos solares

Desde a invenção do telescópio, há cerca de quatro séculos, os astrônomos vêm acompanhando as manchas solares, tornando este um dos registros científicos mais duradouros.

As manchas solares são um excelente indicador do grau de atividade solar - quanto mais manchas solares são visíveis na superfície do Sol, mais ativa está nossa estrela.

E essas observações seculares também nos ensinaram que o número de manchas varia em ciclos regulares de 11 anos, e que existem períodos de longa duração de atividades solares fortes e fracas, que também se refletem no clima da Terra.

Agora, pesquisadores conseguiram estender esse registro por mais de 1000 anos, reconstruindo a atividade solar até o ano 969 usando medições de carbono radioativo nos anéis das árvores.

Eventos desconhecidos

Acrescentar mais de um milênio a esse registro histórico fornece uma ferramenta fundamental, por exemplo, para estimar a influência dos ciclos climáticos naturais e da influência do homem no clima da Terra. Mas também traz informações novas sobre as dinâmicas internas do próprio Sol.

Os resultados da medição já permitiram a confirmação de um evento que enviou um jato de prótons energéticos rumo à Terra no ano 993. Isso porque prótons altamente acelerados que atingem a Terra durante uma explosão solar causam uma ligeira superprodução de carbono 14 (C14), que fica registrado nas árvores.

Além disso, a equipe de pesquisa encontrou evidências de mais dois eventos ainda desconhecidos, um em 1052 e outro em 1279. Isso pode indicar que esses eventos - que, na atualidade, poderiam perturbar gravemente os circuitos eletrônicos na Terra e nos satélites - acontecem com mais frequência do que os cientistas acreditavam.

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A equipe precisou criar um novo instrumento para medir a porcentagem de carbono 14 nos anéis das árvores com a precisão necessária.
[Imagem: ETH Zurich]

Carbono 14 nas árvores

Para reconstruir a atividade solar ao longo de um milênio com uma resolução de tempo extremamente boa, de apenas um ano, os pesquisadores usaram arquivos de anéis de árvores da Inglaterra e da Suíça, mas tiveram que desenvolver um equipamento especial - um espectrômetro de massa com acelerador - para rastrear os átomos que interessavam.

Nesses anéis de árvores, cujas idades os pesquisadores podem determinar com precisão contando os anéis, há uma minúscula fração do carbono radioativo C14, com apenas um em cada 1 trilhão de átomos sendo radioativo. A partir da meia-vida conhecida do isótopo C14 - cerca de 5.700 anos - pode-se então deduzir a concentração de carbono radioativo presente na atmosfera quando o anel de crescimento se formou.

Como o carbono radioativo é produzido principalmente por partículas cósmicas, que por sua vez são mantidas longe da Terra em maior ou menor extensão pelo campo magnético do Sol - quanto mais ativo o Sol, melhor ele protege a Terra - é possível deduzir a atividade solar a partir de uma mudança na concentração de C14 na atmosfera.

Esta técnica permitiu aos pesquisadores reconstruir a atividade solar de 969 a 1933. A partir dessa reconstrução, eles puderam confirmar a regularidade do ciclo solar de 11 anos, bem como o fato de que a amplitude desse ciclo (quanto a atividade solar sobe e desce) também é menor durante os mínimos solares de longa duração.

Como existem arquivos de anéis de árvores para os últimos 14.000 anos, a equipe pretende em um futuro próximo usar seu método para determinar as concentrações anuais de C14 até o final da última era do gelo.

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