Concentrações de 36Cl em núcleos de gelo polares estabelecem novas restrições para o evento Carrington

A ausência de um sinal claro de SEP em registros de 10Be e 14C para o evento Carrington sugere a necessidade de investigar outros radionuclídeos cosmogênicos que possam oferecer uma perspectiva complementar. O 36Cl, um isótopo de cloro produzido na atmosfera terrestre pela interação de raios cósmicos galácticos e partículas energéticas solares com núcleos de argônio, é um desses proxies. Sua deposição em núcleos de gelo oferece um registro temporal da intensidade de eventos SEP, sendo particularmente sensível a partículas de alta energia que podem penetrar mais profundamente na atmosfera. A análise de 36Cl, portanto, pode fornecer informações cruciais sobre a fluência de partículas energéticas solares que atingiram a Terra durante o evento Carrington, preenchendo uma lacuna nos dados obtidos por outros isótopos. A compreensão da resposta da Terra a eventos solares extremos é fundamental para aprimorar modelos de previsão e estratégias de mitigação de riscos.

Neste estudo, apresentamos novos e detalhados registros de 36Cl obtidos de núcleos de gelo polares, visando reavaliar a ocorrência de um evento SEP extremo associado ao Carrington. Foram analisados dois registros de 36Cl provenientes da Groenlândia, especificamente dos locais de perfuração EGRIP e NGRIP, com resoluções temporais de 2 e 4 anos, respectivamente. Esses dados foram complementados por medições semestrais de 10Be do EGRIP, permitindo uma comparação direta entre os dois isótopos no mesmo local. Adicionalmente, incorporamos concentrações anuais de 10Be e 36Cl do Dome Summit Site, localizado em Law Dome, Antártica. A inclusão de dados de ambos os hemisférios polares é crucial para garantir uma cobertura geográfica abrangente e para mitigar possíveis efeitos regionais na deposição de radionuclídeos, fortalecendo a robustez das conclusões sobre a escala global de qualquer evento SEP.

Os resultados das análises de 36Cl revelaram uma descoberta significativa: não foi observado nenhum aumento substancial e anômalo na concentração de 36Cl por volta de 1859 d. C. em nenhum dos três registros de núcleos de gelo examinados. Essa ausência de um pico de 36Cl é consistente em todos os locais de amostragem, tanto na Groenlândia quanto na Antártica, e contrasta com o que seria esperado caso um evento de partículas energéticas solares de grande magnitude tivesse atingido a Terra. A consistência dos dados entre diferentes locais e isótopos (quando comparado com o 10Be) reforça a confiabilidade dessa observação. Essa evidência negativa é particularmente poderosa, pois o 36Cl é um indicador sensível a eventos SEP, e sua ausência sugere que a fluência de partículas energéticas solares durante o evento Carrington pode ter sido menor do que se supunha anteriormente com base apenas na intensidade geomagnética.

A implicação direta da ausência de um pico de 36Cl é que podemos descartar a ocorrência de um evento extremo de partículas energéticas solares associado ao evento Carrington, pelo menos em termos de fluência de partículas acima de 30 MeV. Este limiar de energia é particularmente relevante, pois partículas com energias superiores a 30 MeV são capazes de penetrar na magnetosfera terrestre e interagir com a atmosfera, gerando radionuclídeos como o 36Cl e representando um risco significativo para astronautas, sistemas de satélites e até mesmo para a aviação em altas altitudes. A capacidade de quantificar e limitar a fluência de SEPs durante eventos históricos é vital para aprimorar os modelos de risco de clima espacial e para o planejamento de missões espaciais e infraestruturas terrestres críticas. Nossas descobertas fornecem uma restrição importante para a modelagem de eventos solares extremos passados e futuros.

Esses novos dados de 36Cl, em conjunto com os registros existentes de 10Be e 14C, contribuem para uma compreensão mais matizada do evento Carrington. Eles sugerem que, embora a tempestade geomagnética de 1859 tenha sido extraordinariamente potente, o componente de partículas energéticas solares pode não ter sido tão extremo quanto o de outros eventos históricos de clima espacial, como os de 775 d. C. ou 993 d. C. , que deixaram assinaturas claras em radionuclídeos cosmogênicos. A distinção entre a intensidade de uma tempestade geomagnética e a fluência de partículas energéticas solares é crucial, pois ambos os fenômenos, embora relacionados, podem ter impactos distintos na Terra e em suas tecnologias. A utilização de múltiplos proxies de núcleos de gelo e anéis de árvores é, portanto, essencial para uma reconstrução abrangente e precisa dos eventos de clima espacial do passado.

Em suma, as concentrações de 36Cl em núcleos de gelo polares fornecem evidências convincentes de que o evento Carrington de 1859 d. C. não foi acompanhado por um evento extremo de partículas energéticas solares com fluência significativa acima de 30 MeV. Esta conclusão refina nossa compreensão de um dos eventos de clima espacial mais estudados e serve como um lembrete da complexidade dos fenômenos solares e de suas interações com a Terra. É fundamental ressaltar que os resultados apresentados neste estudo ainda não foram submetidos a revisão por pares, o que é um passo padrão e necessário no processo de validação científica. A continuidade da pesquisa e a validação por outros grupos são essenciais para consolidar essas descobertas e integrá-las plenamente ao corpo de conhecimento sobre o clima espacial histórico.