The most extreme solar storm hit Earth in 12,350 BC, scientists identify Credit: Earth and Planetary Science Letters (2025). DOI: 10.1016/j.epsl.2025.119383

一个国际科学家团队发现,在上次冰河时代的黄昏时期,大约在公元前12350年,放射性碳出现了极端峰值。然而,由于缺乏合适的模型,该事件的强度此前无法评估。现在,它已被确定为迄今为止已知的最强大的太阳粒子风暴——一场发生在14300年前的巨大空间天气风暴。这一最新发现扩展了已知太阳活动的时间线和强度,并为此类太阳现象设定了一个新的上限。

在这项研究中,芬兰奥卢大学的博士后研究员 Kseniia Golubenko 和 Ilya Usoskin 教授使用了他们新开发的化学-气候模型,称为 SOCOL:14C-Ex,该模型专门用于重建古代冰川气候条件下的太阳粒子风暴。

该模型证实,检测到的太阳事件比臭名昭著的公元775年事件强约18%——直到现在,公元775年事件还是在树木年轮档案中记录的最强烈的太阳风暴。这项工作发表在 Earth and Planetary Science Letters 杂志上。

“根据我们的估计,与现代卫星时代最大的事件——2005年粒子风暴——相比,公元前12350年的古代事件强度超过500倍,” Golubenko 博士说。

其他已知的大型太阳粒子风暴发生在公元994年左右、公元前663年、公元前5259年和公元前7176年,还有一些其他的候选事件正在调查中。新的模型还使用最近在法国阿尔卑斯山发现的、可追溯到大约14300年前的木材样本进行了验证。

太阳粒子风暴很少发生,但当它们发生时,会向地球倾泻大量的的高能粒子。相比之下,1859年著名的 Carrington 事件是一种不同类型的事件,并没有伴随太阳粒子风暴。

“公元前12350年的古代事件是全新世(过去约12000年的稳定温暖气候)之外唯一已知的极端太阳粒子事件,”Golubenko 说。“我们的新模型解除了对全新世的现有限制,并扩展了我们分析放射性碳数据的能力,即使在冰川气候条件下也是如此。”

在这项研究中,Golubenko 和 Usoskin 设计了 SOCOL:14C-Ex 模型,以评估冰川条件下的太阳粒子风暴强度。该模型已成功使用公元775年事件的树木年轮数据进行了验证,并应用于晚冰期条件以研究公元前12350年事件。

通过该模型,研究人员评估了目前已知的最极端太阳粒子事件的强度、时间和地球影响。该模型——现在已在全新世和冰川条件下得到验证——标志着在分析不同气候和地磁时代放射性碳变化方面迈出了重要一步。

该国际研究团队包括来自法国和瑞士的科学家,由法国 CEREGE 的 Edouard Bard 教授领导。

放射性碳定年的新时代——以及太阳风暴的最坏情况

太阳粒子风暴可以大大增强大气中银河宇宙射线对宇宙成因同位素(如放射性碳 (14C))的正常产生。这种增强的产生被保存在年度树木年轮中,作为清晰的宇宙时间戳,使树木样本的绝对年代测定成为可能。

这种引人注目的峰值——被称为 Miyake 事件,以首先发现它们的日本研究人员命名——为科学家研究太阳活动、古代地球系统和空间气候提供了宝贵的数据。

“Miyake 事件使我们能够确定漂浮考古年表中的确切日历年份,”Usoskin 说。来自此类事件的放射性碳信号已经使研究人员能够精确地确定纽芬兰的维京人定居点和希腊的新石器时代社区的年代。

这些发现修正了我们对太阳物理学和空间天气极端的理解。“这个事件建立了一个新的最坏情况,” Golubenko 指出。“了解它的规模对于评估未来太阳风暴对现代基础设施(如卫星、电网和通信系统)构成的风险至关重要。”

更多信息: Kseniia Golubenko 等人,New SOCOL:14C-Ex model reveals that the Late-Glacial radiocarbon spike in 12350 BC was caused by the record-strong extreme solar storm, Earth and Planetary Science Letters (2025). DOI: 10.1016/j.epsl.2025.119383

期刊信息: Earth and Planetary Science Letters