L'attività del Sole negli ultimi 11.400 anni, ovvero fino alla fine dell'ultima era glaciale sulla Terra, è stata per la prima volta ricostruita quantitativamente da un gruppo internazionale di ricercatori guidato da Sami K. Solanki di Max Planck Institute for Solar System Research (Katlenburg-Lindau, Germania). Gli scienziati hanno analizzato gli isotopi radioattivi negli alberi vissuti migliaia di anni fa. Come riportano gli scienziati tedeschi, finlandesi e svizzeri sull'attuale numero della rivista scientifica "Nature" del 28 ottobre, è necessario risalire a oltre 8000 anni per trovare un periodo in cui il Sole era, in media, attivo come negli ultimi 60 anni. Sulla base di uno studio statistico di periodi precedenti di maggiore attività solare, i ricercatori prevedono che l'attuale livello di alta attività solare probabilmente continuerà solo per qualche altro decennio.
Il gruppo di ricerca aveva già trovato nel 2003 prove che il Sole è più attivo ora rispetto ai precedenti 1000 anni. Un nuovo set di dati ha permesso loro di estendere la lunghezza del periodo di studio studiato a 11.400 anni, in modo da poter coprire tutto il tempo trascorso dall'ultima era glaciale. Questo studio ha dimostrato che l'attuale episodio di alta attività solare dal 1940 circa è unico negli ultimi 8000 anni. Ciò significa che il Sole ha prodotto più macchie solari, ma anche più bagliori ed eruzioni, che espellono nello spazio enormi nuvole di gas rispetto al passato. L'origine e la fonte di energia di tutti questi fenomeni è il campo magnetico del Sole.
Dall'invenzione del telescopio all'inizio del XVII secolo, gli astronomi hanno osservato regolarmente le macchie solari. Queste sono regioni sulla superficie solare in cui la fornitura di energia dall'interno solare è ridotta a causa dei forti campi magnetici che ospitano. Di conseguenza, le macchie solari sono più fredde di circa 1.500 gradi e appaiono scure rispetto all'ambiente non magnetico a una temperatura media di 5.800 gradi. Il numero di macchie solari visibili sulla superficie solare varia con il ciclo di attività di 11 anni del Sole, che è modulato da variazioni a lungo termine. Ad esempio, nella seconda metà del XVII secolo non si vedevano quasi macchie solari.
Per molti studi riguardanti l'origine del sole attivo e il suo potenziale effetto sulle variazioni a lungo termine del clima terrestre, l'intervallo di tempo dall'anno 1610, per il quale esistono registri sistematici di macchie solari, è troppo breve. Per tempi precedenti il livello di attività solare deve essere derivato da altri dati. Tali informazioni sono memorizzate sulla Terra sotto forma di isotopi "cosmogenici". Questi sono nuclei radioattivi derivanti dalle collisioni di particelle energiche di raggi cosmici con molecole d'aria nell'atmosfera superiore. Uno di questi isotopi è il C-14, carbonio radioattivo con un'emivita di 5730 anni, che è ben noto con il metodo C-14 per determinare l'età degli oggetti in legno. La quantità di C-14 prodotta dipende fortemente dal numero di particelle di raggi cosmici che raggiungono l'atmosfera. Questo numero, a sua volta, varia con il livello di attività solare: durante i periodi di alta attività, il campo magnetico solare fornisce uno scudo efficace contro queste particelle energetiche, mentre l'intensità dei raggi cosmici aumenta quando l'attività è bassa. Pertanto, una maggiore attività solare porta a un tasso di produzione inferiore di C-14 e viceversa.
Miscelando i processi nell'atmosfera, il C-14 prodotto dai raggi cosmici raggiunge la biosfera e parte di esso viene incorporato nella biomassa degli alberi. Alcuni tronchi d'albero possono essere recuperati da sotto il suolo migliaia di anni dopo la loro morte e può essere misurato il contenuto di C-14 immagazzinato nei loro anelli degli alberi. L'anno in cui era stato incorporato il C-14 viene determinato confrontando alberi diversi con periodi di vita sovrapposti. In questo modo, si può misurare il tasso di produzione di C-14 all'indietro nel tempo oltre 11.400 anni, fino alla fine dell'ultima era glaciale. Il gruppo di ricerca ha utilizzato questi dati per calcolare la variazione del numero di macchie solari in questi 11.400 anni. Il numero di macchie solari è una buona misura anche per la forza di vari altri fenomeni di attività solare.
Il metodo per ricostruire l'attività solare in passato, che descrive ogni anello della catena complessa che collega le abbondanze degli isotopi con il numero di macchie solari con modelli fisici quantitativi coerenti, è stato testato e misurato confrontando il record storico dei numeri di macchie solari misurati direttamente con precedenti più brevi ricostruzioni sulla base dell'isotopo cosmogenico Be-10 negli schermi polari di ghiaccio. I modelli riguardano la produzione degli isotopi da parte dei raggi cosmici, la modulazione del flusso di raggi cosmici da parte del campo magnetico interplanetario (il flusso magnetico solare aperto), nonché la relazione tra il campo magnetico solare su larga scala e il numero di macchie solari. In questo modo, per la prima volta si potrebbe ottenere una ricostruzione quantitativamente affidabile del numero di macchie solari per tutto il tempo trascorso dalla fine dell'ultima era glaciale.
Poiché la luminosità del Sole varia leggermente con l'attività solare, la nuova ricostruzione indica anche che il Sole brilla un po 'più luminoso oggi rispetto agli 8.000 anni prima. Se questo effetto avrebbe potuto fornire un contributo significativo al riscaldamento globale della Terra durante l'ultimo secolo è una domanda aperta. I ricercatori intorno a Sami K. Solanki sottolineano che l'attività solare è rimasta su un livello approssimativamente costante (alto) dal 1980 circa - a parte le variazioni dovute al ciclo di 11 anni - mentre la temperatura globale ha registrato un forte ulteriore aumento durante quella volta. D'altra parte, le tendenze piuttosto simili dell'attività solare e della temperatura terrestre negli ultimi secoli (con la notevole eccezione degli ultimi 20 anni) indicano che la relazione tra il Sole e il clima rimane una sfida per ulteriori ricerche.
Fonte originale: Comunicato stampa della Max Planck Society
