Solens aktivitet i de sidste 11.400 år, dvs. tilbage til slutningen af den sidste istid på Jorden, er nu for første gang blevet rekonstrueret kvantitativt af en international gruppe forskere ledet af Sami K. Solanki fra Max Planck Institute for Solar System Research (Katlenburg-Lindau, Tyskland). Forskerne har analyseret de radioaktive isotoper i træer, der levede for tusinder af år siden. Som forskerne fra Tyskland, Finland og Schweiz rapporterer i den aktuelle udgave af videnskabstidsskriftet “Nature” fra 28. oktober, er man nødt til at gå tilbage over 8.000 år for at finde et tidspunkt, hvor Solen i gennemsnit var som aktiv som i de sidste 60 år. Baseret på en statistisk undersøgelse af tidligere perioder med øget solaktivitet forudsiger forskerne, at det aktuelle niveau for høj solaktivitet sandsynligvis kun vil fortsætte i nogle få årtier mere.
Forskerteamet havde allerede i 2003 fundet bevis for, at Solen er mere aktiv nu end i de foregående 1000 år. Et nyt datasæt har gjort det muligt for dem at udvide længden af den studerede periode til 11.400 år, så hele tiden siden den sidste istid kunne dækkes. Denne undersøgelse viste, at den aktuelle episode af høj solaktivitet siden ca. 1940 er unik i de sidste 8000 år. Det betyder, at Solen har produceret flere solflekker, men også flere blusser og udbrud, der sprøjter enorme gasskyer ud i rummet end tidligere. Oprindelsen og energikilden til alle disse fænomener er Solens magnetfelt.
Siden opfindelsen af teleskopet i det tidlige 1600-tallet har astronomer observeret solflekker regelmæssigt. Dette er regioner på soloverfladen, hvor energiforsyningen fra det indre af solen reduceres på grund af de stærke magnetfelter, de har. Som en konsekvens er solflekker køligere med ca. 1.500 grader og ser mørke ud sammenlignet med deres ikke-magnetiske omgivelser ved en gennemsnitstemperatur på 5.800 grader. Antallet af solflekker, der er synligt på soloverfladen, varierer med den 11-årige aktivitetscyklus af Solen, som er moduleret af langsigtede variationer. For eksempel blev der næsten ingen solflekker set i løbet af anden halvdel af 1600-tallet.
For mange undersøgelser vedrørende oprindelsen af den aktive sol og dens potentielle virkning på langtidsvariationer af Jordens klima er tidsintervallet siden år 1610, som der findes systematiske optegnelser over solflekker, alt for kort. I tidligere tider skal niveauet for solaktivitet udledes fra andre data. Sådan information gemmes på Jorden i form af "kosmogene" isotoper. Dette er radioaktive kerner, der stammer fra kollisioner af energiske kosmiske strålepartikler med luftmolekyler i den øvre atmosfære. En af disse isotoper er C-14, radioaktivt kulstof med en halveringstid på 5730 år, hvilket er velkendt fra C-14-metoden til bestemmelse af trægenstands alder. Mængden af produceret C-14 afhænger stærkt af antallet af kosmiske strålepartikler, der når atmosfæren. Dette antal varierer til gengæld med niveauet for solaktivitet: i tider med høj aktivitet giver det solmagnetiske felt et effektivt skjold mod disse energiske partikler, mens intensiteten af de kosmiske stråler øges, når aktiviteten er lav. Derfor fører højere solaktivitet til en lavere produktionshastighed på C-14 og vice versa.
Ved at blande processer i atmosfæren når C-14 produceret af kosmiske stråler biosfæren, og en del af den er inkorporeret i biomassen af træer. Nogle træstammer kan udvindes nedenunder jorden tusinder af år efter deres død, og indholdet af C-14, der er gemt i deres træringe, kan måles. Året, hvori C-14 var inkorporeret, bestemmes ved at sammenligne forskellige træer med overlappende levetid. På denne måde kan man måle produktionshastigheden for C-14 baglæns i tiden over 11.400 år, lige til slutningen af den sidste istid. Forskningsgruppen har brugt disse data til at beregne variationen i antallet af solflekker i løbet af disse 11.400 år. Antallet af solflekker er også et godt mål for styrken af de forskellige andre fænomener med solaktivitet.
Metoden til at rekonstruere solaktivitet i fortiden, der beskriver hvert led i den komplekse kæde, der forbinder isotopens overflod med solfleksnummeret med konsistente kvantitative fysiske modeller, er blevet testet og målet ved at sammenligne den historiske registrering af direkte målte solflekktal med tidligere kortere rekonstruktioner på basis af den kosmogene isotop B-10 i polarisskærmene. Modellerne angår produktion af isotoperne ved kosmiske stråler, modulationen af den kosmiske stråleflux med det interplanetære magnetfelt (det åbne solcellemagnetiske flux) samt forholdet mellem det store solcellemagnetiske felt og solfleksnummeret. På denne måde kunne der for første gang opnås en kvantitativt pålidelig rekonstruktion af solflekktallet for hele tiden siden slutningen af den sidste istid.
Fordi solens lysstyrke varierer lidt med solaktivitet, indikerer den nye rekonstruktion også, at solen skinner noget lysere i dag end i de 8.000 år før. Hvorvidt denne effekt kunne have ydet et væsentligt bidrag til den globale opvarmning af Jorden i løbet af det sidste århundrede er et åbent spørgsmål. Forskerne omkring Sami K. Solanki understreger det faktum, at solaktiviteten har været på et nogenlunde konstant (højt) niveau siden omkring 1980 - bortset fra variationerne på grund af den 11-årige cyklus - mens den globale temperatur har oplevet en kraftig yderligere stigning i løbet af den tid. På den anden side indikerer de temmelig lignende tendenser inden for solaktivitet og jordtemperatur i de sidste århundreder (med den bemærkelsesværdige undtagelse fra de sidste 20 år), at forholdet mellem solen og klimaet fortsat er en udfordring for yderligere forskning.
Original kilde: Max Planck Society nyhedsmeddelelse
