„Carrington-Ereignis“ störte Telegraphen. Ein „Miyake-Ereignis“ ist schlimmer

Kurz nach Mitternacht im Spätsommer 1859 erwachten Camper, die unter dem Nachthimmel in den Colorado Rockies dösten, zu einem Schauspiel von Polarlicht, „das so hell war, dass man leicht die gewöhnliche Schrift lesen konnte“. In ihrem Bericht über das Ereignis, der in den Rocky Mountain News veröffentlicht wurde, erinnerte sich die Partei daran, dass „einige darauf bestanden, es sei heller Tag, und mit der Zubereitung des Frühstücks begannen.“

Tausende Kilometer entfernt versammelten sich Menschenmengen in den Straßen von San Francisco mit zum Himmel gerichteten Augen. „Der ganze Himmel schien sich wie ein Getreidefeld bei starkem Wind zu bewegen; das Wasser der Bucht spiegelte die leuchtenden Farben der Aurora wider“, schrieb ein Journalist im San Francisco Herald am 5. September 1859. „Nichts konnte darüber hinausgehen.“ die Erhabenheit und Schönheit des Anblicks; die Wirkung war fast verblüffend und wurde von Tausenden mit gemischten Gefühlen der Ehrfurcht und Freude beobachtet.“ Stadtbewohner auf der ganzen Welt teilten diese Erfahrung.

Das zweitägige Himmelsereignis regte nicht nur zu poetischen Überlegungen an und verwirrte vorübergehend Singvögel, die in der Nacht zu zwitschern begannen. Fast augenblicklich verstummten die 100.000 Meilen langen Telegrafenleitungen der Welt und wurden Opfer einer Welle elektrischer Ströme aus dem Weltraum, die stark genug war, um die Systeme zum Braten zu bringen. Das damalige Kommunikationssystem geriet „so vollständig unter den Einfluss der Aurora Borealis, dass es sich als völlig unmöglich erwies, zwischen den Telegrafenstationen zu kommunizieren.“

Diese berühmten Tage wurden als Carrington-Ereignis bezeichnet, benannt nach einem britischen Astronomen, der das Phänomen mit einer riesigen Sonneneruption in Verbindung brachte, die geladene Elektronen und Protonen in das Erdmagnetfeld schickte.

Während die Menschheit in Fassungslosigkeit, Ehrfurcht und manchmal auch Entsetzen erstarrt dastand, schluckte eine japanische Zeder auf der Insel Yaku lautlos Kohlendioxid, wandelte das Gas in Zucker um und bettete einen Teil des Kohlenstoffs in ihre millimeterdünnen Wachstumsringe ein.

Etwa 150 Jahre später, im Jahr 2012, untersuchte der Doktorand der Universität Nagoya, Fusa Miyake, sorgfältig die schwachen Jahresringe dieser 1900 Jahre alten japanischen Zeder, die 1956 gefällt worden war Baumringe. Insbesondere suchte sie nach einem Anstieg von Kohlenstoff-14.

Kohlenstoff-14, auch Radiokohlenstoff genannt, ist eine etwas schwerere Version des stabilen Elements Kohlenstoff oder Kohlenstoff-12. Während Kohlenstoff-12 sechs Protonen und Neutronen hat, hat Kohlenstoff-14 sechs Protonen und acht Neutronen. Kohlenstoff-14 ist instabil und zerfällt mit der Zeit. Dieses Isotop macht etwa einen Teil von einer Billion des Kohlenstoffs aus, der sich durch den globalen Kohlenstoffkreislauf bewegt. Dennoch ist sein Signal stark genug, damit Forscher Radiokohlenstoff von stabilem Kohlenstoff in organischen Überresten wie Baumringen unterscheiden können.

Allerdings kann die Konzentration von Kohlenstoff-14 variieren. Vor allem heftige Weltraumwetterereignisse wie die Sonneneruption, die für das Carrington-Ereignis von 1859 verantwortlich war, können kurze, außergewöhnlich intensive Schauer hochenergetischer Teilchen auslösen und die atmosphärische Konzentration von Kohlenstoff-14 erhöhen.

Miyake recherchierte nicht über das Carrington-Ereignis, sondern über etwas Größeres und Entfernteres. Dank früherer Forschungen wusste sie, dass es irgendwann im späten 8. Jahrhundert einen ausgeprägten Kohlenstoff-14-Anstieg gegeben hatte. Schließlich fand sie ein eindeutiges Signal: Zwischen 774 und 775 n. Chr. bemerkte sie einen 12-prozentigen Anstieg des Kohlenstoff-14, der auf ein Ereignis hindeutete, das 20-mal größer war als gewöhnliche kosmische Phänomene. Andere Forscher bestätigten Miyakes Ergebnisse mit europäischen und nordamerikanischen Bäumen. Wissenschaftler fanden ein ähnliches Signal in Berylliumisotopen in antarktischen Eisbohrkernen. Die gesammelten Ergebnisse lieferten zahlreiche Beweise dafür, dass es sich bei dem betreffenden Ereignis um ein globales und nicht um ein lokales Phänomen handelte.

Miyake und ihr Team veröffentlichten ihre Ergebnisse 2012 in Nature. Seitdem kam es zu weiteren „Miyake-Ereignissen“ – gekennzeichnet durch plötzliche, einjährige Sprünge in der Konzentration von Kohlenstoff-14 in Bäumen sowie von Beryllium-10 und Chlor-36 in Eisschilde – wurden 7176 v. Chr., 5410 v. Chr., 5259 v. Chr., 774 n. Chr. und 993 n. Chr. bestätigt.

Miyake-Ereignisse weisen eine deutlich größere Intensität auf als die Sonnen- oder Sternereignisse, die das Carrington-Ereignis im Jahr 1859 hätten auslösen können. „Diese beiden funkelnden Tage im Jahr 1859 sind kaum ein Ausrutscher“, sagte Charlotte Person, Dendrochronologin an der University of Arizona, gegenüber Science. Der in Baumringen gespeicherte Kohlenstoff-14 stieg in diesem Jahr kaum an.

Der oben erwähnte Science-Artikel von Michael Price beschreibt, wie die bahnbrechende Entdeckung der Miyake-Ereignisse Forscher mit einer neuen Methode ausgestattet hat, um historische Ereignisse mit beispielloser Präzision zu datierenindem man sie an diese kosmischen Wellen bindet.

Obwohl die Verwendung von Kohlenstoff-14 zu Datierungszwecken nicht neu ist, weist seine Anwendung Einschränkungen auf. Aufgrund der Knappheit von Radiokohlenstoff in der Atmosphäre benötigen Forscher eine erhebliche Menge an organischem Material, um Objekte genau zu datieren. Typischerweise sind für eine vernünftige Messung Baumringe im Umfang eines Jahrzehnts erforderlich, was die Rekonstruktion historischer Zeitlinien unsicher macht. Diese Ungenauigkeit wird besonders deutlich, wenn man versucht, bedeutende Ereignisse, die sich innerhalb eines einzigen Tages ereignen, wie etwa eine Naturkatastrophe, von solchen zu unterscheiden, die sich über mehrere Jahre hinweg ereignen. Wenn der Erste und der Zweite Weltkrieg in prähistorischer Zeit stattgefunden hätten, wären sie nicht zu unterscheiden.

Bei Miyake-Ereignissen ist jedoch eine viel höhere Konzentration an Radiokohlenstoff im atmosphärischen Kohlendioxid vorhanden, das Pflanzen aufnehmen und in Zucker umwandeln. Folglich wird mehr Radiokohlenstoff in einen einzelnen Wachstumsring gepackt, und Wissenschaftler können das genaue Jahr bestimmen, in dem dieser Ring gebaut wurde. Sie können dann bis zum äußeren Ring des Baumes zählen, um das Jahr zu ermitteln, in dem er gestorben ist.

Wissenschaftler verstanden sofort, wie sie Miyake-Ereignisse nutzen konnten, um historische Ereignisse oder Exemplare genau zu datieren. Beispielsweise nutzten Archäologen der Universität Groningen ein Miyake-Ereignis, um eine Wikingersiedlung in Neufundland, L'Anse aux Meadows, zu datieren und damit den endgültigen Beweis dafür zu liefern, dass die Wikinger Kolumbus in Nordamerika besiegten.

Die Forscher spekulierten, dass die Siedlung irgendwann gegen Ende des ersten Jahrtausends gebaut wurde und dass dies wahrscheinlich irgendwann in der Nähe des Miyake-Ereignisses im Jahr 992 geschah. Sie fanden die verräterische Signatur dieses Ereignisses in den Holzgegenständen der Siedlung und zählten rückwärts vom äußeren Ring des Baumes, der das letzte Jahr seines Lebens darstellt – das Jahr, in dem er gefällt wurde, um die Siedlung zu errichten. Neunundzwanzig Ringe trennten die äußere Schicht vom Miyake-Ereignis. Obwohl sie sehr präzise wissenschaftliche Instrumente brauchten, um das Ereignis im Jahr 992 zu finden, war der Rest einfache Mathematik: Die Wikinger hackten das Holz 29 Jahre nach 992, also im Jahr 1021.

In einer anderen Anwendung nutzten Forscher der Universität Cambridge das Miyake-Ereignis im Jahr 774 n. Chr., um eine Lärche zu datieren, die von Vulkanasche beim „Millennium-Ausbruch“ des Mount Maketu begraben gefunden wurde. Wie wir heute wissen, ereignete sich dieser Ausbruch im Jahr 946 n. Chr. Nachdem weitere mutmaßliche Miyake-Ereignisse identifiziert wurden, beginnen Forscher mit spannenden Projekten wie der Angleichung des aztekischen Kalenders an unser gregorianisches System. Die Möglichkeiten sind nahezu endlos. Ausgestattet mit dem Wissen über Miyake-Ereignisse können Wissenschaftler für nahezu jedes historische Ereignis genauere Daten ermitteln – vorausgesetzt, sie finden einen geeigneten Baum.

Leider bergen die Miyake-Ereignisse auch das unheilvolle Versprechen, die Zukunft zu verändern. Angesichts eines Ereignisses auf Carrington-Niveau würden unsere modernen Telekommunikationssysteme zusammenbrechen. Es würde Chaos geben.

Aber denken Sie daran, das Carrington-Ereignis war relativ unbedeutend. Konfrontiert mit einer Welle hochenergetischer Teilchen, die für ein Miyake-Ereignis charakteristisch ist – stark genug, um ihre Spuren in den Baumringen zu hinterlassen – würde der induzierte Strom die Tausenden von Satelliten, die die Erde umkreisen, überschwemmen und sie für Monate und möglicherweise Jahre lahmlegen. Die Stromnetze würden sofort zusammenbrechen und alles, was auf Strom angewiesen ist, wie Lichter, Elektrofahrzeuge und Ventilatoren, funktionsunfähig machen. Astronauten würden zweifellos tödliche Strahlungsdosen abbekommen, und sogar Menschen an Bord von Flugzeugen könnten gefährlichen Strahlungswerten ausgesetzt sein.

Angesichts der Bedrohung bemühen sich Wissenschaftler darum, die genaue Ursache eines Miyake-Ereignisses zu ermitteln und herauszufinden, ob es einem vorhersehbaren Muster oder Zyklus folgt. Mit diesen Informationen könnten wir präventiv alle Satelliten und Telekommunikationssysteme abschalten, alle Flugzeuge am Boden lassen und Astronauten nach Hause bringen. Alternativ könnten wir Methoden entwickeln, um Menschen und Ausrüstung auf der Erde und im Weltraum zu schützen. So wie es aussieht, ist die Erde ein hilfloses Ziel, völlig blind dafür, wann ein Miyake-Ereignis auf den Planeten zustürmen könnte. Es besteht kein wissenschaftlicher Konsens hinsichtlich der vorgeschlagenen Erklärungen für die Ursache dieser Ereignisse wie Supernovae oder Sonneneruptionen.

Einige Forscher bezweifeln, dass wir verstehen werden, was Miyake-Ereignisse verursacht, bis wir sie mit wissenschaftlichen Instrumenten direkt beobachten und messen können. Dies ist ein Schicksal, das wir natürlich gerne vermeiden würden. Und in diesem Fall würden wir die Daten fast sofort nach Erhalt verlieren.