Zonnevlekkenactiviteit op een hoogte van 8000 jaar

Zonnevlekken komen de afgelopen zeven decennia vaker voor dan ooit in de afgelopen 8000 jaar, volgens een nieuwe historische reconstructie van zonneactiviteit.

Veel onderzoekers hebben geprobeerd de activiteit van zonnevlekken te koppelen aan klimaatverandering, maar de nieuwe resultaten kunnen niet worden gebruikt om de opwarming van de aarde te verklaren, aldus de wetenschappers die de studie hebben uitgevoerd.

Zonnevlekken zijn gebieden met intense magnetische energie. Ze fungeren als tijdelijke caps op opwelling materie, en ze zijn de locaties van af en toe hevige erupties van licht en geëlektrificeerde gas. Meer zonnevlekken betekent in het algemeen een verhoogde zonneactiviteit.

Zonnevlekken zijn direct voor ongeveer vier eeuwen bestudeerd en deze directe waarnemingen leveren het meest betrouwbare historische verslag van zonneactiviteit. Eerdere studies hebben gesuggereerd dat koelere perioden op aarde verband houden met lange stukken met een laag aantal zonnevlekken. Van de 1400s tot de 1700s, bijvoorbeeld, Europa en Noord-Amerika ervaren een "Little Ice Age." Gedurende een periode van ongeveer 50 jaar in die tijd waren er bijna geen zonnevlekken.

Maar een vast verband tussen de aantallen zonnevlekken en het klimaat blijft ongrijpbaar, zeggen veel wetenschappers.

Beter verslag

De nieuwe studie, geleid door Sami Solanki van het Max Planck Instituut in Duitsland, hanteerde een nieuwe benadering om zonnevlekkenactiviteit terug te peilen die teruggaat tot 11.400 jaar:

Kosmische stralen bombarderen constant de atmosfeer van de aarde. Chemische interacties creëren een redelijk constante bron van dingen genaamd koolstof-14, die naar de aarde valt en wordt opgenomen en vastgehouden door bomen. Maar geladen deeltjes die naar de aarde worden geslingerd door actieve zonnevlekken, laten kosmische stralen afweken. Dus wanneer de zon woest wordt, registreren bomen minder koolstof-14.

Terwijl bomen meestal niet meer dan een paar honderd jaar oud zijn, of misschien een paar duizend, dragen dode en begraven bomen, indien bewaard, een langer record, "zo lang als boomringen kunnen worden geïdentificeerd", zei Manfred Schuessler, nog een Max Planck Instituut-onderzoeker die aan het onderzoek heeft gewerkt.

De bevinding van de studie: De activiteit van zonnevlekken was intenser en duurde langer gedurende de afgelopen 60 tot 70 jaar dan op elk moment in meer dan acht millennia.

Het is bekend dat de activiteit van zonnevlekken wegebt en stroomt in twee cycli van 11 en 88 jaar (de activiteit is momenteel op weg naar een kortetermijnminimum). Astronomen denken dat langere cycli - of op zijn minst langdurige variaties - ook voorkomen. Wetenschappers op andere gebieden hebben aangetoond dat het klimaat van de aarde de afgelopen 11.000 jaar vele dramatische verschuivingen heeft ondergaan.

"Of zonneactiviteit een dominante invloed heeft op deze [klimaat] veranderingen, is een onderwerp van intense discussie", zegt Paula Reimer, een onderzoeker aan de Queen's University Belfast, die een analyse schreef van de nieuwe studie voor Natuur. Waarom? Omdat "de precieze relatie van zonnestraling met het aantal zonnevlekken nog steeds onzeker is."

In het algemeen duiden studies op veranderingen in het rendement van zonne-energie in periodes van tientallen jaren of eeuwen, "maar deze interpretatie is controversieel omdat het niet gebaseerd is op enig begrip van de relevante fysieke processen", zei studie-lid Schuessler. Vertaling: Wetenschappers hebben veel te leren over de verbinding tussen de zon en de aarde.

Beter begrip

De methoden van de studie lijken solide: "De modellen reproduceren de waargenomen registratie van zonnevlekken buitengewoon goed, van bijna geen zonnevlekken in de zeventiende eeuw tot de huidige hoge niveaus," zei Reimer.

Het onderzoek zou wetenschappers uiteindelijk kunnen helpen begrijpen waarom het klimaat in het verleden is veranderd en betere voorspellingen van toekomstige veranderingen mogelijk maken.

"Het gereconstrueerde zonnevlekgetal zal desalniettemin een broodnodige registratie van zonneactiviteit opleveren," zei Reimer. "Dit kan dan worden vergeleken met palaeoklimaatgegevenssets om theorieën over mogelijke zonne-klimaatverbindingen te testen, en fysici in staat te stellen de variabiliteit van zonne-energie op lange termijn te modelleren."

Wat het resultaat ook is, de kans is groot dat de verandering doorgaat.

Het team van Solanki berekent dat, op basis van de geschiedenis, de kans dat de zonnevlekkenactiviteit nog 50 jaar op het huidige hoge niveau blijft 8 procent bedraagt. De kansen zijn slechts 1 procent de zonne-uitbundigheid zal duren tot het einde van deze eeuw.