Một cơn bão Mặt Trời cực mạnh đã tấn công Trái Đất cách đây khoảng 14.300 năm, mạnh hơn bất kỳ sự kiện nào tương tự từng được biết đến trong lịch sử loài người, một phân tích mới về dữ liệu cacbon phóng xạ đã tiết lộ.
Cơn bão Mặt Trời, cơn bão duy nhất được biết đến đã xảy ra trong Kỷ Băng hà cuối cùng, đã khiến các nhà khoa học phải đau đầu từ lâu vì họ thiếu các mô hình thích hợp để giải thích dữ liệu cacbon phóng xạ từ các điều kiện khí hậu băng hà.
Nhưng một nghiên cứu mới của một nhóm từ Đại học Oulu ở Phần Lan đã thử giải thích phép đo với những kết quả mở mang tầm mắt. Sử dụng một mô hình hóa học-khí hậu mới, nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng sự gia tăng đột biến đáng kể trong đồng vị carbon-14 được phát hiện trong các vòng cây hóa thạch là do một cơn bão Mặt trời mạnh hơn 500 lần so với Bão Mặt trời Halloween năm 2003, cơn bão dữ dội nhất trong lịch sử hiện đại.
Bão Mặt trời tạo ra sự gián đoạn lớn đối với từ trường của Trái đất và giải phóng một lượng lớn các hạt tích điện vào bầu khí quyển của hành tinh. Các hạt này, chủ yếu là proton năng lượng cao, làm tăng mức độ tự nhiên của carbon-14 — một đồng vị phóng xạ của carbon còn được gọi là carbon phóng xạ. Carbon 14 được tạo ra bởi sự tương tác của các nguyên tử nitơ trong khí quyển với các tia vũ trụ. Các nhà khoa học có thể sử dụng nồng độ carbon phóng xạ để xác định niên đại của các vật liệu hữu cơ khi các đồng vị này phân rã theo thời gian.
Vào năm 2023, người ta phát hiện ra một sự gia tăng lớn về nồng độ carbon phóng xạ trong các vòng cây hóa thạch, cho thấy một cơn bão mặt trời lớn hẳn đã xảy ra khi kỷ băng hà cuối cùng sắp kết thúc.
Nghiên cứu mới cuối cùng đã có thể đánh giá chính xác cường độ của cơn bão mặt trời đó và xác định niên đại chính xác hơn. Các nhà khoa học tin rằng cơn bão Mặt Trời diễn ra vào khoảng tháng 1 đến tháng 4 năm 12.350 trước Công nguyên, có thể đã làm hàng trăm nghìn thợ săn voi ma mút sống ở châu Âu thời đó phải kinh ngạc trước hiện tượng cực quang tuyệt đẹp.
"Sự kiện cổ xưa vào năm 12.350 trước Công nguyên là sự kiện hạt Mặt Trời cực đại duy nhất được biết đến bên ngoài kỷ Holocene, khoảng 12.000 năm khí hậu ấm áp ổn định", Kseniia Golubenko, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Đại học Oulu và là tác giả chính của nghiên cứu mới, cho biết trong tuyên bố. "Mô hình mới của chúng tôi nâng cao giới hạn hiện tại đối với kỷ Holocene và mở rộng khả năng phân tích dữ liệu cacbon phóng xạ ngay cả đối với các điều kiện khí hậu băng hà."
Các nhà khoa học trước đây đã nghiên cứu hồ sơ của năm điểm đột biến cacbon phóng xạ khác được tìm thấy trong dữ liệu vòng cây, mà họ cho là do các cơn bão mặt trời mạnh xảy ra vào năm 994 sau Công nguyên, 775 sau Công nguyên, 663 trước Công nguyên, 5259 trước Công nguyên và 7176 trước Công nguyên.
mạnh nhất trong số các sự kiện "Holocene" này là cơn bão mặt trời năm 775 sau Công nguyên, đã tấn công Trái đất vào thời điểm Charles Đại đế trị vì đế chế Frankish hậu La Mã ở châu Âu thời trung cổ. Rất ít ghi chép bằng văn bản được lưu giữ mô tả về cơn bão đó, nhưng các nhà sử học đã tìm thấy những lần tấn công của nó trong biên niên sử Trung Quốc cổ đại và Anglo-Saxon.
Nghiên cứu cho thấy cơn bão được phân tích gần đây vào năm 12.350 trước Công nguyên thậm chí còn mạnh hơn, đã lắng đọng khoảng 18% các hạt tích điện vào khí quyển.
Phạm vi của những cơn bão mặt trời khổng lồ này rất quan trọng để các chuyên gia công nghệ trong thế kỷ 21 hiểu được, khi mà thế kỷ này dễ bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi thất thường của mặt trời hơn nhiều do xã hội phụ thuộc vào các hệ thống điện tử và công nghệ vũ trụ.
"Sự kiện này thiết lập một kịch bản xấu nhất mới", Golubenko nói. "Hiểu được quy mô của nó là rất quan trọng để đánh giá những rủi ro mà các cơn bão mặt trời trong tương lai gây ra cho cơ sở hạ tầng hiện đại như vệ tinh, lưới điện và hệ thống truyền thông."
CÂU CHUYỆN LIÊN QUAN:
— Hoa Kỳ chưa chuẩn bị cho một cơn bão mặt trời lớn, bài tập phát hiện
— Đã một năm trôi qua kể từ cơn bão mặt trời dữ dội nhất trong nhiều thập kỷ tạo ra cực quang trên toàn thế giới. Chúng ta đã học được gì?
— Đợt bùng phát mặt trời mạnh nhất năm 2025 bùng phát từ mặt trời, gây ra tình trạng mất sóng vô tuyến trên khắp Châu Âu, Châu Á và Trung Đông (video)
Những cơn bão Mặt Trời khác trong lịch sử gần đây cho chúng ta thấy mức độ thiệt hại mà các vụ bùng phát của Mặt Trời có thể gây ra ở Trái Đất. Sự kiện Carrington năm 1859 đã phá hủy các đường dây điện báo trên toàn thế giới. Cơn bão Halloween năm 2003, yếu hơn mười lần, đã gây ra sự hỗn loạn trên quỹ đạo Trái Đất khi quỹ đạo của các vệ tinh thay đổi một cách khó lường trong bầu khí quyển đột nhiên trở nên dày đặc hơn nhiều do tương tác với các hạt tích điện từ Mặt Trời.
Cơn bão Gannon năm 2024, có sức mạnh tương tự như cơn bão Halloween, đã làm dấy lên mối lo ngại của các chuyên gia về tính bền vững của không gian vì nó gây ra "cuộc di cư hàng loạt của các vệ tinh" khi hàng nghìn tàu vũ trụ bắt đầu khởi động động cơ đẩy của chúng để bù đắp cho việc mất độ cao do thay đổi mật độ khí quyển. Một cơn bão dữ dội như cơn bão năm 12.350 trước Công nguyên có thể gây ra sự hỗn loạn hoàn toàn nếu nó tấn công Trái đất và không gian xung quanh vào thời điểm hiện tại.
Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Earth and Planetary Sciences Letter vào ngày 15 tháng 5.
Cơn bão Mặt Trời, cơn bão duy nhất được biết đến đã xảy ra trong Kỷ Băng hà cuối cùng, đã khiến các nhà khoa học phải đau đầu từ lâu vì họ thiếu các mô hình thích hợp để giải thích dữ liệu cacbon phóng xạ từ các điều kiện khí hậu băng hà.
Nhưng một nghiên cứu mới của một nhóm từ Đại học Oulu ở Phần Lan đã thử giải thích phép đo với những kết quả mở mang tầm mắt. Sử dụng một mô hình hóa học-khí hậu mới, nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng sự gia tăng đột biến đáng kể trong đồng vị carbon-14 được phát hiện trong các vòng cây hóa thạch là do một cơn bão Mặt trời mạnh hơn 500 lần so với Bão Mặt trời Halloween năm 2003, cơn bão dữ dội nhất trong lịch sử hiện đại.
Bão Mặt trời tạo ra sự gián đoạn lớn đối với từ trường của Trái đất và giải phóng một lượng lớn các hạt tích điện vào bầu khí quyển của hành tinh. Các hạt này, chủ yếu là proton năng lượng cao, làm tăng mức độ tự nhiên của carbon-14 — một đồng vị phóng xạ của carbon còn được gọi là carbon phóng xạ. Carbon 14 được tạo ra bởi sự tương tác của các nguyên tử nitơ trong khí quyển với các tia vũ trụ. Các nhà khoa học có thể sử dụng nồng độ carbon phóng xạ để xác định niên đại của các vật liệu hữu cơ khi các đồng vị này phân rã theo thời gian.
Vào năm 2023, người ta phát hiện ra một sự gia tăng lớn về nồng độ carbon phóng xạ trong các vòng cây hóa thạch, cho thấy một cơn bão mặt trời lớn hẳn đã xảy ra khi kỷ băng hà cuối cùng sắp kết thúc.
Nghiên cứu mới cuối cùng đã có thể đánh giá chính xác cường độ của cơn bão mặt trời đó và xác định niên đại chính xác hơn. Các nhà khoa học tin rằng cơn bão Mặt Trời diễn ra vào khoảng tháng 1 đến tháng 4 năm 12.350 trước Công nguyên, có thể đã làm hàng trăm nghìn thợ săn voi ma mút sống ở châu Âu thời đó phải kinh ngạc trước hiện tượng cực quang tuyệt đẹp.
"Sự kiện cổ xưa vào năm 12.350 trước Công nguyên là sự kiện hạt Mặt Trời cực đại duy nhất được biết đến bên ngoài kỷ Holocene, khoảng 12.000 năm khí hậu ấm áp ổn định", Kseniia Golubenko, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Đại học Oulu và là tác giả chính của nghiên cứu mới, cho biết trong tuyên bố. "Mô hình mới của chúng tôi nâng cao giới hạn hiện tại đối với kỷ Holocene và mở rộng khả năng phân tích dữ liệu cacbon phóng xạ ngay cả đối với các điều kiện khí hậu băng hà."
Các nhà khoa học trước đây đã nghiên cứu hồ sơ của năm điểm đột biến cacbon phóng xạ khác được tìm thấy trong dữ liệu vòng cây, mà họ cho là do các cơn bão mặt trời mạnh xảy ra vào năm 994 sau Công nguyên, 775 sau Công nguyên, 663 trước Công nguyên, 5259 trước Công nguyên và 7176 trước Công nguyên.
mạnh nhất trong số các sự kiện "Holocene" này là cơn bão mặt trời năm 775 sau Công nguyên, đã tấn công Trái đất vào thời điểm Charles Đại đế trị vì đế chế Frankish hậu La Mã ở châu Âu thời trung cổ. Rất ít ghi chép bằng văn bản được lưu giữ mô tả về cơn bão đó, nhưng các nhà sử học đã tìm thấy những lần tấn công của nó trong biên niên sử Trung Quốc cổ đại và Anglo-Saxon.
Nghiên cứu cho thấy cơn bão được phân tích gần đây vào năm 12.350 trước Công nguyên thậm chí còn mạnh hơn, đã lắng đọng khoảng 18% các hạt tích điện vào khí quyển.
Phạm vi của những cơn bão mặt trời khổng lồ này rất quan trọng để các chuyên gia công nghệ trong thế kỷ 21 hiểu được, khi mà thế kỷ này dễ bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi thất thường của mặt trời hơn nhiều do xã hội phụ thuộc vào các hệ thống điện tử và công nghệ vũ trụ.
"Sự kiện này thiết lập một kịch bản xấu nhất mới", Golubenko nói. "Hiểu được quy mô của nó là rất quan trọng để đánh giá những rủi ro mà các cơn bão mặt trời trong tương lai gây ra cho cơ sở hạ tầng hiện đại như vệ tinh, lưới điện và hệ thống truyền thông."
CÂU CHUYỆN LIÊN QUAN:
— Hoa Kỳ chưa chuẩn bị cho một cơn bão mặt trời lớn, bài tập phát hiện
— Đã một năm trôi qua kể từ cơn bão mặt trời dữ dội nhất trong nhiều thập kỷ tạo ra cực quang trên toàn thế giới. Chúng ta đã học được gì?
— Đợt bùng phát mặt trời mạnh nhất năm 2025 bùng phát từ mặt trời, gây ra tình trạng mất sóng vô tuyến trên khắp Châu Âu, Châu Á và Trung Đông (video)
Những cơn bão Mặt Trời khác trong lịch sử gần đây cho chúng ta thấy mức độ thiệt hại mà các vụ bùng phát của Mặt Trời có thể gây ra ở Trái Đất. Sự kiện Carrington năm 1859 đã phá hủy các đường dây điện báo trên toàn thế giới. Cơn bão Halloween năm 2003, yếu hơn mười lần, đã gây ra sự hỗn loạn trên quỹ đạo Trái Đất khi quỹ đạo của các vệ tinh thay đổi một cách khó lường trong bầu khí quyển đột nhiên trở nên dày đặc hơn nhiều do tương tác với các hạt tích điện từ Mặt Trời.
Cơn bão Gannon năm 2024, có sức mạnh tương tự như cơn bão Halloween, đã làm dấy lên mối lo ngại của các chuyên gia về tính bền vững của không gian vì nó gây ra "cuộc di cư hàng loạt của các vệ tinh" khi hàng nghìn tàu vũ trụ bắt đầu khởi động động cơ đẩy của chúng để bù đắp cho việc mất độ cao do thay đổi mật độ khí quyển. Một cơn bão dữ dội như cơn bão năm 12.350 trước Công nguyên có thể gây ra sự hỗn loạn hoàn toàn nếu nó tấn công Trái đất và không gian xung quanh vào thời điểm hiện tại.
Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Earth and Planetary Sciences Letter vào ngày 15 tháng 5.