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774年至775年间碳14飙升

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在公元774年前后，碳14浓度激增。上色的点表示的是日本和德国的树木的测量值，黑线表示的是按照碳14的含量水平拟合出来的模型。[1]

774年至775年间碳14飙升是指在公元774年至775年间，树木年轮中碳14（14C）的浓度增长了1.2%，是普通的背景小幅度波动的20倍。 研究人员在研究日本柳杉时发现了这一现象，随后依照树轮年代学的有关理论确定了该现象具体的发生时间。[2]此外，在南极冰层的核心地带检测出了铍的同位素10Be（英语：beryllium-10）的激增，这一现象也与774年至775年间发生的事件相关。[1]

该现象似乎在全球都有发生，在德国、俄罗斯、美国和新西兰树木的年轮中都有类似的碳14飙升的现象存在。[1][3][4]

碳14的浓度激增了约1.2%，随后又逐渐减少（见右图）。这种模式和大气中碳14浓度突然增多表现出的模式很接近，[1]暗示出这是一次突发事件。经计算，此次事件期间，全球碳14的产量为Q= (1.1至1.5)×108 原子/cm2。[1][5][6]

假说

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774年至775年碳14飙升事件中的10Be、14C和36Cl。

目前，对于事件的发生，人们有几种不同的解释。

公元774年。在这一年中的复活节季，诺森布里亚人将他们的国王阿尔莱德从约克放逐；他们拥立了摩尔之子埃塞雷德为王，让他统治了四个春秋。这一年垂暮的天空中也出现了一个红色的十字架；麦西亚人和肯特人在奥特福德交战；在南撒克逊人的土地上，人们也看到了些奇妙的蛇。[注 1]

——《盎格鲁-撒克逊编年史》[7]

根据《盎格鲁-撒克逊编年史》的记载，774年间，英国的天空中出现了“红色的十字架”。鉴于人们没有发现超新星爆发的痕迹，“红色的十字架”被认为是极光。[1]

中国也没有关于770年代中期极光的史料记载，只有在762年有极光的记录。770年代的彗星观测也与预期的大气现象不符。[8]相反，根据记载，775年发生了一场异常的“雷暴”。[9]

最常见的一种说法是，这次的碳14飙升是一场强烈的太阳耀斑引发的太阳粒子事件所造成的。这场太阳耀斑可能是有史以来最强烈的一次，但仍在太阳的极限以内。[1][5][10][11][12]此外也有人提出过伽玛射线暴的可能性，[6][13]但这似乎不太可能，因为同位素10Be和36Cl（英语：Chlorine-36）的浓度水平也出现了和碳14类似的情形。[12]

类似事件发生的频率

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在宇宙同位素的记录中，774年的这次事件是在过去的1.1万年间最强烈的一次，[10]但绝非前无古人后无来者。公元993年至994年期间发生了类似的事情（英语：993–994 carbon-14 spike），但是强度只有774年到775年的0.6倍。[14]此外，人们怀疑类似的事件在全新世年代也有发生。[10]

从这些统计数据中，人们可能会估计这种事情可能上万年才能发生一回，而稍微轻微一些的可能每一千年、每个世纪都会发生。774年的这次事件并没有对地球生命造成多大的损害，[11]但是如果它在现代社会中发生的话，很可能会对现代科技造成极大的破坏，首当其冲的就是通讯行业和卫星导航系统。此外，太阳耀斑所造成的这些同位素的变化也会给宇航员造成危险。[15]

参见

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脚注

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  1. ^ 原文：«Annus Domini 774. This year the Northumbrians banished their king, Alred, from York at Easter-tide; and chose Ethelred, the son of Mull, for their lord, who reigned four winters. This year also appeared in the heavens a red crucifix, after sunset; the Mercians and the men of Kent fought at Otford; and wonderful serpents were seen in the land of the South-Saxons».

参考文献

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  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 Usoskin, I. G.; et al. The AD775 cosmic event revisited: The Sun is to blame. Astronomy & Astrophysics. 2013, 552 (1): L3. Bibcode:2013A&A...552L...3U. arXiv:1302.6897 可免费查阅. doi:10.1051/0004-6361/201321080. 
  2. ^ Miyake, F.; Nagaya, K.; Masuda, K.; Nakamura, T. A signature of cosmic-ray increase in AD 774–775 from tree rings in Japan. Nature. 2012, 486 (7402): 240–242. Bibcode:2012Natur.486..240M. PMID 22699615. doi:10.1038/nature11123 （英语）. 
  3. ^ Jull, A.J.T.; Panyushkina, I.P.; Lange, T.E.; et al. Excursions in the 14C record at AD 774-775 in tree rings from Russia and America. Geophys. Res. Lett. 2014, 41: 3004–3010. Bibcode:2014GeoRL..41.3004J. doi:10.1002/2014GL059874. 
  4. ^ Güttler, D.; Beer, J.; Bleicher, N. The 774/775 AD event in the southern hemisphere. Annual report of the laboratory of ion beam physics (ETH-Zurich). 2013. 
  5. ^ 5.0 5.1 Melott, A.L.; Thomas, B.C. Causes of an AD 774-775 C increase. Nature. 2012, 491: E1. Bibcode:2012Natur.491E...1M. PMID 23192153. arXiv:1212.0490 可免费查阅. doi:10.1038/nature11695. 
  6. ^ 6.0 6.1 Pavlov, A.K.; Blinov, A.V.; Konstantinov, A.N.; et al. AD 775 pulse of cosmogenic radionuclides production as imprint of a Galactic gamma-ray burst. Mon. Not. R. Astron. Soc. 2013, 435: 2878–2884. Bibcode:2013MNRAS.435.2878P. arXiv:1308.1272 可免费查阅. doi:10.1093/mnras/stt1468. 
  7. ^ Nancy Owano. Red Crucifix sighting in 774 may have been supernova. Phys.org. 2012-06-30 [2017-05-07]. （原始内容存档于2013-09-04）. 
  8. ^ Chapman, J.; Neuhäuser, D.L.; Neuhäuser, R.; Csikszentmihalyi, M. A review of East Asian reports of aurorae and comets circa AD 775. Astronomische Nachrichten (WILEY-VCH Verlag). 2015, 336 (6): 530–544. Bibcode:2015AN....336..530C. doi:10.1002/asna.201512193. 
  9. ^ Chai, Ya-Ting; Zou, Yuan-Chuan. Searching for events in Chinese ancient records to explain the increase in C from AD 774–775 and AD 993–994. Research in Astronomy and Astrophysics. 2015-09, 15 (9): 1504–1512. doi:10.1088/1674-4527/15/9/007. 
  10. ^ 10.0 10.1 10.2 Usoskin, I.G.; Kovaltsov, G.A. Occurrence of Extreme Solar Particle Events: Assessment from Historical Proxy Data. Astrophys. J. 2012, 757: 92. Bibcode:2012ApJ...757...92U. arXiv:1207.5932 可免费查阅. doi:10.1088/0004-637X/757/1/92. 
  11. ^ 11.0 11.1 Thomas, B. C.; Melott, A. L.; Arkenberg, K. R.; Snyder, B. R. Terrestrial effects of possible astrophysical sources of an AD 774-775 increase in 14C production. Geophysical Research Letters. 2013, 40 (6): 1237. Bibcode:2013GeoRL..40.1237T. arXiv:1302.1501 可免费查阅. doi:10.1002/grl.50222. 
  12. ^ 12.0 12.1 Mekhaldi; et al. Multiradionuclide evidence for the solar origin of the cosmic-ray events of ᴀᴅ 774/5 and 993/4. Nature Communications. 2015, 6: 8611. Bibcode:2015NatCo...6E8611M. PMC 4639793 可免费查阅. PMID 26497389. doi:10.1038/ncomms9611. 
  13. ^ Hambaryan, V. V.; Neuhauser, R. A Galactic short gamma-ray burst as cause for the 14C peak in AD 774/5. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 2013, 430 (1): 32–36. Bibcode:2013MNRAS.430...32H. arXiv:1211.2584 可免费查阅. doi:10.1093/mnras/sts378. 
  14. ^ Miyake, F.; Masuda, K.; Nakamura, T. Another rapid event in the carbon-14 content of tree rings. Nature Communications. 2013, 4: 1748. Bibcode:2013NatCo...4E1748M. PMID 23612289. doi:10.1038/ncomms2783. 
  15. ^ Townsend, L. W.; Porter, J. A.; deWet, W. C; Smith, W. J.; McGirl, N. A.; Heilbronn, L. H.; Moussa, H. M. Extreme solar event of AD775: Potential radiation exposure to crews in deep space. Acta Astronautica. Special Section: Selected Papers from the International Workshop on Satellite Constellations and Formation Flying 2015. 2016-06-01, 123: 116–120 [2017-05-07]. doi:10.1016/j.actaastro.2016.03.002. （原始内容存档于2017-09-09）. 
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