Деревья палеозоя рассказали о рекордно древних солнечных циклах

Физики из Фрайбергской горной академии получили древнейшие свидетельства 11-летнего цикла, относящиеся к раннему пермскому периоду - 290 миллионам лет назад. Для этого ученые провели анализ годичных колец окаменелых деревьев палеозойской эры. Исследование опубликовано в журнале Geology, кратко о нем сообщает Phys.org

11-летний цикл, или цикл Швабе — выраженное периодическое колебание солнечной активности. Среди его ярких проявлений — изменение среднемесячного числа пятен на Солнце. В годы максимума активности количество пятен больше, чем во время минимума. Одновременно с пятнами, меняется и поток высокоэнергетических частиц. Благодаря этому существуют природные свидетельства циклов солнечной активности — слои льда, отложений или, например, годичные кольца деревьев. Годы максимумов и минимумов отличаются содержанием радиоизотопов, а также, в случае колец деревьев, еще и толщиной годичных колец.

Наиболее древние свидетельства солнечного цикла относятся к 255 миллионам лет назад — физики получили их на основе анализа донных отложений Делаверского бассейна. Самая ранняя датировка с помощью годичных колец деревьев относится к границе триасового и юрского периодов (примерно 200 миллионов лет назад).

Авторы новой работы проанализировали окаменелые деревья Хемницкого бассейна, возраст которых оценивается в 290±1,8 миллиона лет (ранний пермский период). Растения погибли в один момент, при извержении вулкана, что облегчает их датировку. Образцы 43 деревьев были предоставлены Музеем естественной истории Хемница. Ученые с помощью микроскопа собрали данные по ширине годичных колец образцов (всего почти 2000 колец, охватывают 79-летний период) и исследовали периодичность в данных. Оказалось, что колебания ширины колец имеют периодичность 10,62 года, что соответствует 11-летнему циклу, уровень достоверности 99 процентов.

Наблюдения ученых подтверждают, что 11-летний цикл солнечной активности влиял на климат Земли в древние геологические эпохи. Среди возможных механизмов этого влияния увеличение количества осадков из-за взаимодействия влаги облаков с заряженными космическими частицами.

Статистический анализ циклов солнечной активности за последние 400 лет показывает, что от 11-летнего цикла существуют отклонения. В среднем цикл меняется от 10,44 до 11,16 года. Кроме того, астрономы наблюдали более масштабные вариации солнечной активности, такие как Маундеровский минимум. В период с 1645 по 1715 годы активность Солнца значительно снизилась по сравнению с современной. За 28-летний промежуток наблюдалось всего около 50 пятен против обычных 40-50 тысяч.

Механизм рождения солнечных пятен и его связь с 11-летним циклом все еще изучены не до конца. Рождение пятен связано с возмущениями магнитного поля звезды и выходом интенсивных полей в фотосферу. Цикл активности пятен наблюдается не только на Солнце, но и на других звездах. В частности, семилетний цикл появления солнечных пятен был обнаружен на Проксиме Центавра, у которой недавно нашли экзопланету. 

Владимир Королёв