Phát hiện cơn bão Mặt Trời mạnh nhất từng ghi nhận xảy ra cách đây hơn 14.000 năm

Một nghiên cứu mới công bố trên tạp chí Earth and Planetary Science Letters đã tiết lộ bằng chứng về một cơn bão mặt trời cực kỳ mạnh mẽ từng tấn công Trái Đất vào khoảng 14.300 năm trước, trong giai đoạn cuối của Kỷ Băng hà.

Đây hiện được xem là sự kiện bão hạt mặt trời mạnh nhất từng được ghi nhận trong lịch sử, vượt xa cơn bão nổi tiếng năm 775 sau Công nguyên vốn lâu nay được cho là đỉnh điểm của các hiện tượng bức xạ Mặt Trời từng biết đến.

Trái Đất không ngừng bị tấn công bởi các tia vũ trụ và các hạt năng lượng cao từ không gian. Khi những hạt này xâm nhập vào bầu khí quyển, chúng làm gia tăng quá trình hình thành các đồng vị phóng xạ như cacbon-14.

Cây cối hấp thụ cacbon phóng xạ này và lưu giữ nó trong các vòng sinh trưởng hàng năm – tạo nên một "dấu mốc thời gian" tự nhiên cho các nhà khoa học theo dõi.

Những đột biến lớn trong hàm lượng đồng vị này, còn được gọi là "sự kiện Miyake", đã trở thành công cụ đặc biệt hữu ích trong nghiên cứu niên đại khảo cổ và khí hậu.

Giáo sư Ilya Usoskin, nhà vật lý không gian tại Đại học Oulu, Phần Lan nhận định rằng : “Các sự kiện Miyake cho phép chúng tôi xác định chính xác năm dương lịch trong các niên đại cổ xưa, từ đó mở rộng hiểu biết về những sự kiện vũ trụ có thể đã ảnh hưởng đến Trái Đất trong quá khứ”.

Tuy nguyên nhân chính xác của các sự kiện Miyake vẫn chưa được xác định rõ ràng, các nhà khoa học nghi ngờ rằng những cơn bão hạt từ Mặt Trời, vốn xảy ra khi các đợt bức xạ proton và hạt nhân năng lượng cao được phóng ra là thủ phạm chính.

Những vụ phun trào dữ dội này khi va chạm với từ quyển Trái Đất có thể làm gián đoạn nghiêm trọng hệ thống điện, vệ tinh, viễn thông và mạng internet – như từng được chứng minh bởi sự cố Halloween năm 2003, khi một cơn bão mặt trời gây mất điện kéo dài tại Thụy Điển và khiến các hệ thống liên lạc vô tuyến, định vị toàn cầu bị tê liệt tạm thời.

Trong khi các sự kiện Miyake trước đây đã được xác định xảy ra vào các năm 994 sau Công nguyên, 663 trước Công nguyên, 5259 TCN và 7176 TCN, thì đợt tăng đột biến năm 775 sau Công nguyên được xem là cơn bão hạt mạnh nhất từng ghi nhận cho đến nay.

Vào năm 2023, một nhóm nghiên cứu đã phát hiện dấu vết tăng vọt đến 40% hàm lượng cacbon phóng xạ trong một vòng cây hóa thạch tương ứng với niên đại khoảng 14.300 năm trước.

Tuy nhiên, giới khoa học khi đó vẫn chưa thể định lượng được mức độ nghiêm trọng của sự kiện do thiếu các mô hình phù hợp với điều kiện khí hậu băng hà thời đó.

Mới đây, nhóm nhà khoa học tại Đại học Oulu đã phát triển một mô hình mới mang tên SOCOL:14C-Ex – một mô hình khí hậu-khí hóa được hiệu chỉnh chính xác cho điều kiện thời kỳ cuối Kỷ Băng hà.

Nhờ đó, họ đã xác định rằng sự kiện Miyake cổ đại này mạnh hơn tới 18% so với sự kiện năm 775 sau Công nguyên. Theo mô phỏng, sự kiện hạt cực đoan đã xảy ra trong khoảng thời gian từ tháng 1 đến tháng 4 của năm 12.350 trước Công nguyên.

Tiến sĩ Kseniia Golubenko, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: “Đây là sự kiện hạt mặt trời cực đoan duy nhất được biết đến nằm ngoài thời kỳ Holocene – khoảng thời gian khí hậu ấm áp ổn định kéo dài 12.000 năm gần đây. Phát hiện này mở rộng đáng kể phạm vi thời gian mà chúng ta có thể truy vết các sự kiện vũ trụ cực đoan thông qua phân tích cacbon phóng xạ”.

Để dễ hình dung, các nhà khoa học ước tính rằng nếu một sự kiện tương tự như vụ nổ năm 12.350 TCN xảy ra trong thời hiện đại, mức độ ảnh hưởng có thể vượt xa bất kỳ cơn bão mặt trời nào trong lịch sử gần đây.

So với sự kiện ngày 20/1/2005, vốn được coi là đợt bức xạ proton dữ dội nhất từng được ghi nhận trong kỷ nguyên hiện đại – sự kiện cổ đại này mạnh hơn tới 500 lần.

Trong bối cảnh thế giới hiện đại phụ thuộc chặt chẽ vào điện năng, vệ tinh và internet, một cơn bão mặt trời với cường độ tương đương có thể gây ra thảm họa toàn cầu: từ mất điện kéo dài hàng tháng do dòng điện cảm ứng từ phá hủy lưới điện, cho tới việc ngắt kết nối gần như hoàn toàn với các hệ thống truyền thông và điều hướng toàn cầu.

Thậm chí, hiện tượng cực quang – thường chỉ thấy ở vĩ độ cao – có thể xuất hiện ở các khu vực nhiệt đới nếu xảy ra sự kiện như thế.

Nghiên cứu này không chỉ làm sâu sắc thêm hiểu biết của chúng ta về các hiện tượng vũ trụ cực đoan trong quá khứ, mà còn đặt ra câu hỏi nghiêm túc về khả năng ứng phó của nhân loại trong tương lai.

Khi công nghệ ngày càng phụ thuộc vào môi trường không gian, việc hiểu và chuẩn bị cho những mối đe dọa từ Mặt Trời là điều không thể xem nhẹ.