Badai matahari terbesar yang pernah teridentifikasi pada lingkaran pohon kuno – badai ini dapat menghancurkan teknologi modern dan menimbulkan kerugian miliaran dolar

Ilustrasi seniman tentang peristiwa matahari yang mengubah kondisi di ruang dekat Bumi. Kredit: NASA

Para ilmuwan telah menemukan lonjakan radiokarbon 14.300 tahun lalu, yang disebabkan oleh badai matahari terbesar yang diketahui. Peristiwa seperti ini saat ini dapat menghancurkan teknologi modern dan menimbulkan kerugian miliaran dolar.

Sebuah tim ilmuwan internasional telah menemukan lonjakan kadar radiokarbon 14.300 tahun yang lalu dengan menganalisis lingkaran pohon kuno yang ditemukan di Pegunungan Alpen Prancis.

Lonjakan radiokarbon disebabkan oleh badai matahari besar, yang terbesar yang pernah teridentifikasi.

Badai matahari serupa yang terjadi saat ini akan menjadi bencana besar bagi masyarakat teknologi modern – berpotensi memusnahkan sistem telekomunikasi dan satelit, menyebabkan pemadaman listrik secara luas, dan merugikan kita miliaran dolar.

Para akademisi memperingatkan bahwa memahami badai semacam ini penting untuk melindungi infrastruktur telekomunikasi dan energi global di masa depan.

Lingkaran pohon dari fosil pohon terkubur di Sungai Druzet. Kredit: Cécile Miramonte

Penelitian dan implikasi baru

Penelitian kolaboratif yang dilakukan oleh tim ilmuwan internasional ini akan dipublikasikan hari ini (9 Oktober) di Journal of the Royal Society. Transaksi Filosofis A: Ilmu matematika, fisika, dan teknik Hal ini mengungkap wawasan baru mengenai perilaku ekstrim Matahari dan bahaya yang ditimbulkannya terhadap Bumi.

Sebuah tim peneliti dari Collège de France, CEREGE, IMBE, Universitas Aix-Marseille, dan Universitas Leeds telah mengukur tingkat radiokarbon pada pohon-pohon kuno yang diawetkan di tepian Sungai Druzet yang terkikis, dekat Gap, di selatan Prancis. Pegunungan Alpen.

Fosil pohon di Sungai Druzet. Kredit: Cécile Miramonte

Kayu-kayu gelondongan yang merupakan subfosil—sisa-sisa yang proses fosilisasinya belum sempurna—dipotong menjadi lingkaran-lingkaran pohon tunggal yang kecil. Analisis terhadap masing-masing episode ini mengidentifikasi peningkatan kadar radiokarbon yang belum pernah terjadi sebelumnya, yang terjadi tepatnya 14.300 tahun yang lalu. Dengan membandingkan lonjakan radiokarbon ini dengan pengukuran berilium, unsur kimia yang ditemukan di inti es Greenland, tim menyimpulkan bahwa lonjakan tersebut disebabkan oleh badai matahari besar yang akan memuntahkan sejumlah besar partikel energik ke atmosfer bumi.

Pendapat para ahli dan konteks sejarah

“Radiokarbon terus-menerus diproduksi di bagian atas atmosfer melalui serangkaian reaksi yang dipicu oleh sinar kosmik,” kata Edouard Bard, profesor evolusi iklim dan lautan di College of France dan CEREGE, dan penulis utama studi tersebut. “Baru-baru ini, para ilmuwan telah menemukan bahwa peristiwa matahari ekstrem termasuk jilatan api Matahari dan lontaran massa koronal juga dapat menciptakan semburan partikel energik berumur pendek yang bertahan sebagai lonjakan besar dalam produksi radiokarbon yang terjadi hanya dalam kurun waktu satu tahun.

Para peneliti mengatakan bahwa badai matahari besar yang serupa saat ini dapat menjadi bencana besar bagi masyarakat teknologi modern, berpotensi menghancurkan komunikasi, sistem satelit, dan jaringan listrik – dan merugikan kita miliaran poundsterling. Mereka memperingatkan pentingnya memahami risiko masa depan dari peristiwa-peristiwa tersebut, agar kita dapat mempersiapkan diri, membangun ketahanan dalam sistem komunikasi dan energi kita, serta melindunginya dari potensi kerusakan.

Fosil pohon di tepi Sungai Druzet. Kredit: Cécile Miramonte

Tim Heaton, profesor statistik terapan di Fakultas Matematika Universitas Leeds, mengatakan: “Badai matahari yang parah dapat berdampak besar pada Bumi. Badai hebat seperti ini dapat merusak trafo di jaringan listrik kita secara permanen, sehingga mengakibatkan pemadaman listrik besar-besaran dan meluas hingga berbulan-bulan. Hal ini juga dapat menyebabkan kerusakan permanen pada satelit yang kita gunakan untuk navigasi dan komunikasi, sehingga tidak dapat digunakan lagi. Hal ini juga akan menimbulkan risiko radiasi yang parah bagi astronot.

Badai matahari bersejarah

Sembilan dari badai matahari ekstrem ini – yang dikenal sebagai peristiwa Miyake – kini telah diidentifikasi terjadi selama 15.000 tahun terakhir. Peristiwa Miyake yang terkonfirmasi terakhir terjadi pada tahun 993 M dan 774 M. Namun, badai yang baru teridentifikasi ini, yang terjadi sejak 14.300 tahun yang lalu, adalah yang terbesar yang pernah ditemukan – kira-kira dua kali ukuran kedua badai tersebut.

Sifat sebenarnya dari peristiwa Miyake masih belum dipahami dengan baik, karena belum pernah diamati secara langsung secara efektif. Mereka menyoroti bahwa kita masih harus banyak belajar tentang perilaku Matahari dan risiko yang ditimbulkannya terhadap masyarakat di Bumi. Kita tidak tahu apa yang menyebabkan badai matahari hebat ini, seberapa sering badai tersebut terjadi, atau apakah kita bisa memprediksinya.

Profesor Bard berkata: “Pengukuran otomatis langsung aktivitas matahari baru dimulai pada abad ke-17 dengan penghitungan bintik matahari. Saat ini, kami juga memperoleh catatan rinci menggunakan observatorium berbasis darat, wahana antariksa, dan satelit. Namun, semua catatan instrumen jangka pendek ini tidak cukup untuk memahami Matahari sepenuhnya. Radiokarbon yang diukur pada lingkaran pohon, yang digunakan bersama dengan berilium pada inti es di kutub, memberikan cara terbaik untuk memahami perilaku Matahari di masa lalu.

Radiokarbon dan rekonstruksi sejarah

Badai matahari terbesar yang diamati secara langsung terjadi pada tahun 1859 dan dikenal sebagai peristiwa Carrington. Hal ini menyebabkan gangguan besar-besaran terhadap Bumi, menghancurkan mesin telegraf dan menciptakan senja malam yang begitu terang sehingga burung-burung mulai berkicau, mengira matahari mulai terbit. Namun, peristiwa Miyake (termasuk badai berusia 14.300 tahun yang baru ditemukan) akan jauh lebih besar ukurannya.

Profesor Heaton berkata: “Radiokarbon memberikan cara yang luar biasa untuk mempelajari sejarah bumi dan merekonstruksi peristiwa penting yang dialaminya. Pemahaman yang akurat tentang masa lalu kita sangat penting jika kita ingin memprediksi masa depan secara akurat dan memitigasi potensi risiko. Kita masih memiliki banyak hal Setiap penemuan baru tidak hanya membantu… Menjawab pertanyaan-pertanyaan kunci yang ada, namun juga dapat menghasilkan pertanyaan-pertanyaan baru.

“Menemukan koleksi pohon yang diawetkan sungguh luar biasa,” kata Cécile Miramont, profesor paleoenvironments dan paleoclimates di IMBE di Universitas Aix-en-Provence. “Dengan membandingkan lebar lingkaran pohon individu di beberapa batang pohon, kami lalu kumpulkan pepohonannya.” Dengan hati-hati dipisahkan untuk membuat garis waktu yang lebih panjang menggunakan metode yang disebut dendrografi, hal ini memungkinkan kami menemukan informasi berharga tentang perubahan lingkungan di masa lalu dan mengukur radiokarbon selama periode aktivitas matahari yang tidak diketahui.

Referensi: “Lonjakan radiokarbon sebesar 14.300 kalori per tahun pada fosil pohon memberikan fungsi respons impuls untuk siklus karbon global selama Pleistosen Akhir” oleh Bard E, Miramont C, Capano M, Guibal F, Marschal C, Rostek F, Tuna T, Fajault Y dan Heaton TJ, 9 Oktober 2023, Transaksi Filsafat Royal Society A.
doi: 10.1098/rsta.2022.0206