Modernin ajan suurinta aurinkomyrskyä jäljitettiin Lapin puiden vuosirenkaista
Helsingin yliopiston johtama tutkimusryhmä pystyi mittaamaan vuoden 1859 Carringtonin aurinkomyrskyn jälkeisen piikin Lapin puiden radiohiilipitoisuuksista. Jäljitys auttaa varautumaan vaarallisiin aurinkomyrskyihin.
Carringtonin aurinkomyrsky vuodelta 1859 on suurin historiankirjoihin kirjattu aurinkomyrsky keskiajan jälkeen. Se näkyi auringonpilkkuina, lennätintoimistojen tulipaloina ja muina häiriöinä sähköverkoissa sekä revontulina matalillakin leveysasteilla.
Helsingin yliopiston, Luonnonvarakeskuksen (Luke) ja Oulun yliopiston yhteistutkimuksessa löydettiin vuosirenkaista ensimmäistä kertaa merkki Carringtonin aurinkomyrskyn jälkeisestä radiohiilipitoisuuden noususta. Aiemmin radiohiilijälkiä on paikannettu vain tätä rajummista aurinkomyrskyistä.
Kosminen merkkiaine paljastaa
Kun auringosta purkautunut voimakas ionisoitunut hiukkaspilvi eli plasmavirtaus kohtaa Maan magneettikehän, syntyy magneettinen myrsky. Maan magneettikenttä ohjaa aurinkomyrskyjen hiukkaset maan ilmakehään pääosin arktisten alueiden kautta. Ilmiön näkyvin seuraus ovat revontulet.
Tarpeeksi suurienergiset hiukkaset voivat tuottaa yläilmakehässä ydinreaktioiden kautta myös hiilen radioaktiivista isotooppia eli radiohiiltä (14C). Radiohiili päätyy kuukausien ja vuosien kuluessa alailmakehään ja osaksi ilmakehän hiilidioksidia, ja yhteyttämisen kautta kasveihin. Yhteyttäminen säilöö hiilidioksidin sisältämää tietoa puun vuosirenkaisiin eli vuosilustoihin.
Radiohiilitiedon saamiseksi puusta vuollaan kunkin vuoden aikana kasvanut puumateriaali erillisiksi näytteiksi, muunnetaan näytteet selluloosaksi ja selluloosa puhtaaksi hiileksi polttamalla ja kemiallisen pelkistyksen avulla. Puhtaasta hiilestä mitataan radiohiilen osuus hiukkaskiihdyttimellä.
– Radiohiili on kuin kosminen merkkiaine, joka kertoo maan, aurinkokunnan ja ulkoavaruuden ilmiöistä, kuvaa tutkimusta vetänyt johtaja Markku Oinonen Helsingin yliopiston Ajoituslaboratoriosta.
Auringonpurkaukset kartalle
Carringtonia vastaava hiukkaspurkaus nykyaikana häiritsisi sähkö- ja mobiiliverkkoja ja aiheuttaisi suuria ongelmia satelliitti- ja navigaatiojärjestelmille ja siten esimerkiksi lentoliikenteelle. Siksi tarkentuva tieto auringon käyttäytymisestä hyödyttää yhteiskuntaa.
Carringtonin purkausta pienempiä ja yleisempiä auringon purkauksia pystytään tutkimaan mittauslaitteilla ja satelliiteilla, suurempia muun muassa puiden vuosirenkaiden radiohiilimittauksista.
Vain "keskikokoisia", Carringtonin tapahtuman kaltaisia purkauksia, joita ei ole tapahtunut modernina aikana ja jotka eivät ole näkyneet perinteisellä tavalla radiohiiliarkistoissa, ei ole pystytty tutkimaan. Tuore tutkimus avaa potentiaalisen uuden tavan tutkia Carringtonin kokoluokan purkausten yleisyyttä, mikä voi auttaa paremmin varautumaan tulevaisuuden uhkiin.
Hiilen kulku tarkemmaksi
Tulosten tulkinnassa hyödynnettiin Oulun yliopiston tutkijoiden teoreettista mallia, joka kuvaa radiohiilen syntyä ja kiertoa ilmakehässä.
– Dynaaminen hiilen kulkeutumismalli on kehitetty kuvaamaan erityisesti sitä, kuinka maantieteelliset erot radiohiilen kulussa syntyvät, sanoo tutkija Kseniia Golubenko Oulun yliopistosta.
Nyt julkaistussa tutkimuksessa oli merkittävää, miten Lapin puiden radiohiilipitoisuus poikkesi matalampien leveysasteiden puiden radiohiilipitoisuuksista. Ensimmäiset mittaukset tehtiin Helsingin yliopiston kiihdytinlaboratoriossa, ja kahdessa muussa laboratoriossa tehdyt toistomittaukset vähensivät merkittävästi mittauksiin aiemmin liittyneitä epävarmuustekijöitä.
Tutkimustulos voi auttaa paremmin ymmärtämään ilmakehän dynamiikkaa ja hiilen kiertoa ajalta ennen ihmisen aiheuttamia fossiilisia päästöjä. Sen avulla nykyisiä hiilenkiertomalleja voidaan kehittää entistä yksityiskohtaisemmiksi.
– On mahdollista, että auringonpurkauksen aiheuttama radiohiiliylijäämä kulkeutui alailmakehään ensisijaisesti pohjoisten alueiden kautta, vastoin yleistä käsitystä sen liikkeestä, väitöskirjatutkija Joonas Uusitalo Ajoituslaboratoriosta pohtii.
Radiohiilen muut lähteet
– On myös mahdollista, että auringon aktiivisuuden vaihtelusta johtuva syklinen muutos yläilmakehän radiohiilen tuotannossa on johtanut tuloksissamme näkyviin paikallisiin eroihin maanpinnan tasolla, Joonas Uusitalo lisää.
Uusitalo kertoo, että vaikka poikkeuksellisen voimakkaat aurinkomyrskyt synnyttävät ilmakehään kertarysäyksen radiohiiltä, eniten radiohiiltä aiheuttavat auringon ulkopuolelta tulevat galaktiset kosmiset säteet. Näitä puolestaan pyyhkii vähäisemmäksi aurinkotuuli, Auringosta lähtöisin oleva jatkuva hiukkasvirta, joka voimistuu ja heikkenee 11 vuoden sykleissä.
Aihe tarvitsee lisätutkimusta. Historiankirjoista tiedetään, että myös vuosina 1730 ja 1770 tapahtui merkittävät magneettiset myrskyt, joten seuraavat askelet otettaneen niiden jäljittämiseen.
Nyt julkaistu tutkimus on tehty Helsingin yliopiston Ajoituslaboratorion ja fysiikan osaston sekä Luonnonvarakeskuksen yhteistyöhankkeena. Mukana on ollut myös Oulun yliopiston, Nagoyan ja Yamagatan yliopistojen sekä ETH Zurichin tutkijoita. Tutkimusta ovat rahoittaneet Suomen Akatemia, Suomen kulttuurirahasto ja Emil Aaltosen säätiö.
Alkuperäinen artikkeli: Joonas Uusitalo, Kseniia Golubenko, Laura Arppe, Nicolas Brehm, Thomas Hackman, Hisashi Hayakawa, Samuli Helama, Kenichiro Mizohata, Fusa Miyake, Harri Mäkinen, Pekka Nöjd, Eija Tanskanen, Fuyuki Tokanai, Eugene Rozanov, Lukas Wacker, Ilya Usoskin, Markku Oinonen. Transient Offset in 14C After the Carrington Event Recorded by Polar Tree Rings. AGU, 2024. DOI: 10.1029/2023GL106632
Lisätietoa
Joonas Uusitalo, väitöskirjatutkija
Helsingin yliopisto
joonas.uusitalo@helsinki.fi
p. 0458864698
Thomas Hackman, yliopistotutkija
Helsingin yliopisto
thomas.hackman@helsinki.fi
050 4486 258
Markku Oinonen, laboratoriojohtaja
Helsingin yliopisto
markku.j.oinonen@helsinki.fi
p. 050 3187 302
Kseniia Golubenko, tutkijatohtori
Oulun yliopisto
Kseniia.Golubenko@oulu.fi
p. 044 9507 665
Ilya Usoskin, professori
Oulun yliopisto
Ilya.Usoskin@oulu.fi
050 3441 247
Samuli Helama, tutkija
Luonnonvarakeskus
samuli.helama@luke.fi
p. 029 5325 047
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Helsingin yliopiston mediapalvelu
Puh:02941 22622mediapalvelu@helsinki.fiKuvat
Linkit
Helsingin yliopisto on yli 40 000 opiskelijan ja työntekijän kansainvälinen tiedeyhteisö, joka toimii neljällä kampuksella Helsingissä ja usealla muulla paikkakunnalla Suomessa. Kansainvälisissä yliopistovertailuissa Helsingin yliopisto sijoittuu maailman parhaan yhden prosentin joukkoon. Helsingin yliopisto on perustettu vuonna 1640.
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Helsingin yliopisto
Baarimikko voi olla urpo, mutta Urpo maailman paras baarimikko26.4.2024 07:30:00 EEST | Tiedote
Monia etunimiä käytetään arkikielessä yleisniminä: esimerkiksi stereotyyppistä teinipoikaa voidaan sanoa jonneksi ja oksennusta yrjöksi. Etunimet voivat olla myös yhdyssanan osia. Esimerkiksi sanojen lappuliisa, baarimikko ja taskumatti jälkimmäinen osa on etunimi.
Eduskuntavaalitutkimus 2023 julkistamistilaisuus 13.5. Helsingin yliopiston valtiotieteellisessä tiedekunnassa25.4.2024 11:02:23 EEST | Kutsu
Lämpimästi tervetuloa ”Pääministerivaalit polarisaation aikakaudella: Eduskuntavaalitutkimus 2023” julkistamistilaisuuteen 13.5. klo 10-12 . Nyt julkaistava eduskuntavaalitutkimuksen pääraportti on kattava teos suomalaisten äänestäjien käyttäytymisestä 2023 eduskuntavaaleissa.
Iäkkäiden lääkehoidon riskitekijöiden tunnistaminen on avainasemassa kotona asumisen tukemisessa23.4.2024 09:58:40 EEST | Tiedote
Tuoreessa väitöstutkimuksessa on kehitetty malli iäkkäiden lääkehoidon riskitekijöiden tunnistamiseksi osana laajempaa terveystarkastusta. Tutkimuksen tavoitteena oli tarjota konkreettisia keinoja iäkkäiden terveyden ja toimintakyvyn ylläpitämiseksi, jotta he voisivat asua kotona mahdollisimman pitkään.
Helsingin yliopiston operatiivinen tulos 2023 oli 16 miljoonaa euroa miinuksella17.4.2024 14:37:06 EEST | Tiedote
Varainhankinta sekä sijoitus- ja rahoitustuotot nostivat kokonaistuloksen plussalle. Yliopisto lisää sijoitustoiminnan tuotonjakoa perustehtävään seuraavien viiden vuoden ajan.
Pelastakaa tiede! -dokumenttielokuva kertoo tieteen evakuoinnin tarinan17.4.2024 10:28:01 EEST | Tiedote
Kirjailija, FT Anna Kortelainen, Kansalliskirjasto ja Kirjastokaista ovat tuottaneet yhteistyössä dokumentin, joka pureutuu Kansalliskirjaston aineistojen evakuointiin talvi- ja jatkosodan aikana. Elokuva julkaistaan 17.4.2024 Kirjastokaistan verkkosivuilla sekä Kansalliskirjaston Youtube-kanavalla.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme