Os anéis de crescimento das árvores tornaram-se uma das ferramentas mais eficazes da ciência para seguir o rasto de tempestades solares antigas. Sempre que o Sol lança partículas carregadas na direcção da Terra, parte dessa assinatura acaba presa na madeira - e pode ser detetada muitos séculos depois. Há anos que os investigadores procuram estes sinais.
Até agora, os casos mais fáceis de apanhar eram os gigantes. Já as tempestades de intensidade intermédia - suficientemente fortes para matar um astronauta no espaço - eram demasiado subtis para medições mais antigas e, na prática, passavam despercebidas.
Uma equipa no Japão desenvolveu um método com sensibilidade bastante para encontrar uma dessas ocorrências escondida em madeira enterrada com cerca de 800 anos.
Rastrear uma tempestade oculta
A pista inicial veio de Meigetsuki, o diário de um poeta e cortesão do século XIII chamado Fujiwara no Teika.
Numa entrada datada de fevereiro de 1204, Teika descreveu luzes vermelhas a tremeluzir no céu a norte, visíveis a partir de Quioto. Céus estranhos, na maioria das vezes, apontam para atividade do Sol.
Hiroko Miyahara, professora no Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa (OIST), quis perceber que fenómeno solar Teika tinha realmente observado - e se teria deixado algum vestígio para lá do registo escrito.
As maiores erupções solares projectam partículas carregadas para o espaço sob a forma de tempestades solares. Ao chegarem à Terra, arrastam a aurora para latitudes muito mais baixas do que o habitual e aumentam a radiação perigosa no espaço, para além do escudo do campo magnético do planeta.
A nota invulgar de um poeta
A referência no diário de Teika foi uma entre várias observações medievais de luzes vermelhas no nordeste da Ásia, entre 1200 e 1205.
Crónicas chinesas também relataram auroras em baixas latitudes. Outros astrónomos da corte registaram manchas solares invulgarmente grandes. Havia, de facto, algo de marcante a acontecer no Sol.
Só que palavras numa página não permitem quantificar a dimensão de um evento solar, e os calendários medievais não encaixam de forma direta nos sistemas de datação modernos.
Para determinar o que ocorreu, a equipa de Miyahara precisava de um registo físico do mesmo período.
Madeira com memória
Esse registo físico está dentro das árvores. Quando explosões solares intensas lançam partículas de alta energia para a alta atmosfera da Terra, essas partículas colidem com moléculas do ar e produzem carbono-14, uma forma mais pesada e radioativa do carbono.
O carbono-14 mistura-se na atmosfera, é absorvido pelas plantas vivas e fica aprisionado em cada anel anual de crescimento. O anel de um único ano funciona como uma cápsula temporal selada.
Há mais de uma década que a equipa do OIST tem vindo a aperfeiçoar uma técnica capaz de medir o sinal de carbono-14 com uma precisão superior à permitida por métodos anteriores.
Com este novo procedimento, passam a ser detetadas explosões mais pequenas e mais frequentes que os trabalhos antigos não conseguiam ver - eventos com 10–30% da dimensão dos maiores casos, mas ainda assim fortes o suficiente para colocar astronautas em risco.
A investigação prévia com anéis de árvores já tinha usado picos de carbono-14 para identificar os episódios solares mais violentos da história humana. As ocorrências de dimensão intermédia escapavam.
O sinal em 1200
Na província de Aomori, no norte do Japão, estavam preservados no solo troncos de asunaro - uma árvore aparentada com o cipreste japonês.
A equipa analisou a madeira anel a anel, medindo o carbono-14 retido em cada camada anual.
Não surgiu nada de anómalo em torno de 1204, o ano em que Teika escreveu sobre o céu avermelhado. Afinal, a entrada do poeta não coincidia com um grande evento solar.
O que apareceu com nitidez estava alguns anos antes: um pico claro em anéis formados entre o inverno de 1200 e a primavera de 1201.
Ao comparar esses anéis com padrões climáticos regionais, os investigadores confirmaram o enquadramento temporal. Um registo chinês de uma aurora vermelha em baixas latitudes, na mesma janela, encaixou com o sinal.
A explicação mais provável é um evento de protões solares - uma descarga de partículas carregadas associada a uma das erupções documentadas. Não teria sido catastrófico, mas seria perigoso para qualquer coisa em órbita ou em viagem no espaço.
O Sol em 1200
Fixar esta data trouxe mais do que a identificação de uma única tempestade. As medições anuais de carbono-14 permitem à equipa reconstruir, ano a ano, o ritmo de atividade do Sol ao longo de todo o século em torno de 1200.
Atualmente, o Sol alterna entre fases calmas e fases ativas num ciclo de cerca de 11 anos. Naquele período, porém, o ciclo durava apenas sete a oito anos - um indício de que o Sol funcionava com uma intensidade muito superior.
Tudo indica que a tempestade identificada atingiu a Terra no pico de um desses ciclos curtos. Ainda assim, alguns relatos medievais de auroras prolongadas em baixas latitudes parecem ocorrer perto do mínimo do ciclo - precisamente quando o Sol deveria estar mais quieto.
“Estamos entusiasmados por investigar melhor que condições solares poderiam causar isto”, afirmou Miyahara, classificando o padrão como inesperado.
O que está em jogo para missões à Lua
O interesse aqui não é apenas académico. Em agosto de 1972, entre as missões Apollo 16 e Apollo 17, uma sequência de erupções solares espalhou radiação por todo o Sistema Solar interior.
Se astronautas tivessem estado na superfície lunar nessa semana, a dose poderia ter sido letal. Desde então, uma intensidade de meteorologia espacial desse nível não atingiu uma missão tripulada. Os voos Artemis e futuras viagens para lá do campo magnético da Terra enfrentam o mesmo tipo de ameaça.
Até este estudo, eventos de protões solares mais pequenos, ocorridos no passado distante, eram praticamente invisíveis. Não existia uma forma de os encontrar.
Com a técnica de carbono-14 de maior precisão, os investigadores podem agora mapear com que frequência acontecem eventos de tamanho intermédio, em que momentos tendem a ocorrer e que condições os desencadeiam.
Isto altera a linha de base para o planeamento de risco. O poeta medieval que viu o céu vermelho e pegou no pincel não podia imaginar que estava, sem o saber, a deixar um relatório para astronautas que só existiriam 800 anos depois.
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