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树木年轮中太阳的秘密

  

  研究树木年轮就可以分析出太阳的黑子和耀斑的活动情况,进而总结出太阳活动的规律?这看起来似乎是风马牛不相及的事情,却被证实是一种非常有效的方法,已被科学家频繁使用。通过探讨树木年轮的变化情况,不仅可以让我们上知天文,甚至还可以用来预测未来的气候。

  当太阳内部某些区域的高温离子气体对流时,受到太阳磁场的影响而导致温度低于周围不受磁场影响的区域,亮度也因此较为阴暗,这些比较黑暗的区域就被称为“太阳黑子”,黑子的活动是所有太阳活动中最常见,也最激烈的一种。

  科学家以黑子数量作为太阳活动量的依据,它们基本上每隔11年就出来晃荡,那时会破坏地面通迅设施,使信号中断。

  在这时,树木年轮就可以记录黑子的活动,因为树木的年轮中含有碳元素的同位素碳-14和碳-12,这两者的浓度变化可以反映出太阳活动的情况。

  地球大气中的碳大部分是安分守已的碳-12,从地球形成时就已存在,而碳-14则是由宇宙射线穿过高层大气层时产生的。

  当高层大气中的氮原子核受到宇宙射线的撞击,会被打出一个质子,产生具有放射性的碳-14,碳-14与碳-12都会形成二氧化碳而被树木吸收。然后静悄悄地储存在树干中,并且它们还会在活的树木中形成高浓度比。此后就会保持固定值不变,因此,某个时期到达地球的宇宙射线强度产生变化时,碳-14对碳-12的浓度比变化都会被树木忠实地记录下来,但树木在死亡后停止补充碳-14,其原有的碳-14不断发生规律性的放射性衰变,使得碳-14对碳-12的浓度比逐渐降低,这样,只要测得树木年轮里碳-14对碳-12的浓度比变化,就可以看出过去年代宇宙射线的强度变化。

  太阳磁场是阻止宇宙射线人侵的有效屏蔽,当太阳活动趋于缓和时,宇宙射线的强度会增强;当太阳黑子和太阳风活动剧烈时,宇宙射线就难以到达我们的地球。因此,从碳同位素的浓度比变化,可以反应出太阳黑子的活动,假如树木年轮中碳-14含量较少,就说明那年太阳黑子活动异常频繁。

  最近,德国科学家利用碳-14放射性定年技术,根据树木年轮里的碳-14含量变化重建资料,根据重建的太阳黑子资料,科学家指出,过去的70年是8000年以来太阳活动最频繁的时期。

  尽管11400年对于太阳来说只是一瞬间,但是在这期间共有31次太阳黑子活动频繁期,每次平均持续30年,其中最长的一次持续了90年。

  科学家根据树木年轮还预测到,目前强烈的太阳活动还会再持续数十年,但这次黑子活动频繁期不太可能持续到21世纪末。

  根据树木年轮建立的太阳黑子档案,科学家还能判断出太阳活动对未来全球气候的影响。由于从1980年以来太阳的高活动量大致维持稳定,按这个趋势看来,末来的气候受太阳活动的影响可能是恒定的,温室气体、燃烧化石燃料或火山喷发等因素的变化对全球气候变迁的影响可能更大。

  除了太阳的黑子能在树木年轮上有所反应,太阳的另外一项剧烈活动,太阳风暴(即太阳耀斑),也能被树木年轮记录下来,其原理也是树木年轮里放射性碳-14的变化。

  因此,不要小看树木年轮,它不仅记录下了自身的生长情况和年龄,还是太阳活动的晴雨表和风向标,更是气象预测的有力工具。

  (林美收)

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