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L’activité solaire reconstruite sur un millénaire

Activité solaire au cours des 1000 dernières années (bleu, avec intervalle d'erreur en blanc), enregistrements de taches solaires (courbe rouge) remontant à moins de 400 ans. L'arrière-plan montre un cycle typique de onze ans du soleil. (Illustration: ETH Zurich)

Une équipe internationale de chercheurs dirigée par l’ETH Zurich a reconstitué l’activité solaire jusqu’en 969 en utilisant des mesures de carbone radioactif dans les cernes des arbres. Ces résultats aident les scientifiques à mieux comprendre la dynamique du soleil et permettent une datation plus précise des matières organiques en utilisant la méthode du carbone 14.

Ce qui se passe sur le soleil ne peut être observé qu’indirectement. Les taches solaires, par exemple, révèlent le degré d’activité solaire – plus il y a de taches solaires visibles à la surface du soleil, plus notre étoile centrale est active au fond de l’intérieur. Même si les taches solaires sont connues depuis l’antiquité, elles n’ont été documentées en détail que depuis l’invention du télescope il y a environ 400 ans. Grâce à cela, nous savons maintenant que le nombre de spots varie selon des cycles réguliers de onze ans et que, de plus, il y a des périodes de longue durée d’activité solaire forte et faible, ce qui se reflète également dans le climat de la Terre.

Cependant, la façon dont l’activité solaire s’est développée avant le début des enregistrements systématiques a jusqu’à présent été difficile à reconstituer. Une équipe de recherche internationale dirigée par Hans-Arno Synal et Lukas Wacker du Laboratoire de physique des faisceaux ioniques de l’ETH, qui comprenait l’Institut Max Planck pour la recherche sur le système solaire à Göttingen et l’Université de Lund en Suède, a maintenant retracé les cycles de onze ans du soleil. Cycle annuel jusqu’en 969 en utilisant des mesures de la concentration de carbone radioactif dans les cernes des arbres. Dans le même temps, les chercheurs ont ainsi créé une base de données importante pour une détermination plus précise de l’âge à l’aide de la méthode C14. Leurs résultats ont été récemment publiés dans la revue scientifique Nature Geoscience.

Pour reconstituer l’activité solaire sur un millénaire avec une très bonne résolution temporelle d’un an seulement, les chercheurs ont utilisé des archives de cernes des arbres en Angleterre et de Suisse. Dans ces anneaux d’arbres, dont l’âge peut être déterminé avec précision en comptant les anneaux, il y a une infime fraction de carbone radioactif C14, avec seulement un atome sur 1000 milliards étant radioactif. A partir de la demi-vie connue de l’isotope C14 – environ 5700 ans – on peut alors déduire la concentration de carbone radioactif présent dans l’atmosphère lors de la formation de l’anneau de croissance. Le carbone radioactif étant principalement produit par des particules cosmiques, qui à leur tour sont plus ou moins éloignées de la Terre par le champ magnétique du soleil.

Activité solaire depuis 1000 ans (bleu, avec intervalle d’erreur en blanc), enregistrements de taches solaires (courbe rouge) remontant à moins de 400 ans. L’arrière-plan montre un cycle typique de onze ans du soleil. (Illustration: ETH Zurich)

Cette procédure a permis aux chercheurs de reconstruire de manière transparente l’activité solaire de 969 à 1933. À partir de cette reconstruction, ils ont pu confirmer la régularité du cycle de onze ans ainsi que le fait que l’amplitude de ce cycle (de combien l’activité solaire augmente et descend) est également plus petit pendant les minima solaires de longue durée. Ces informations sont importantes pour une meilleure compréhension de la dynamique interne du soleil. Les résultats des mesures ont également permis de confirmer l’événement protonique énergétique solaire de 993. Dans un tel cas, les protons très accélérés qui atteignent la Terre lors d’une éruption solaire provoquent une légère surproduction de C14. De plus, l’équipe de recherche a également trouvé des preuves de deux autres événements encore inconnus en 1052 et 1279.

Datation plus précise par la méthode C14
Comme les archives des cernes existent depuis 14 000 ans, dans un proche avenir, les chercheurs souhaitent utiliser leur méthode pour déterminer les concentrations annuelles de C14 jusqu’à la fin de la dernière période glaciaire. En quelque sorte «extra», les données de la nouvelle étude peuvent être utilisées pour dater beaucoup plus précisément la matière organique en utilisant la méthode C14 et ont déjà été incluses dans la dernière édition des courbes d’étalonnage du carbone radio (IntCal) internationalement reconnues. «L’ETH n’avait pas été impliqué dans cette base de données de référence auparavant», explique Lukas Wacker, «mais grâce à nos nouveaux résultats, nous avons maintenant fourni un tiers des mesures en une seule fois.»

Adaptation Terra Projects

Source : https://ethz.ch/

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