Una tempesta solare devastante colpì la Terra oltre 800 anni fa, e nessuno se ne sarebbe mai accorto se non fosse stato per alcuni alberi sepolti in Giappone e per le annotazioni di un poeta medievale che descrisse strani bagliori rossi nel cielo notturno. La scoperta, pubblicata sulla rivista Proceedings of the Japan Academy, Series B, arriva dal lavoro di un gruppo di ricercatori dell’Okinawa Institute of Science and Technology (OIST) e potrebbe avere implicazioni concrete per chi sta pianificando il ritorno dell’umanità sulla Luna.

Il punto di partenza è tanto affascinante quanto insolito. Il team giapponese ha incrociato dati provenienti da fonti completamente diverse: da una parte, misurazioni ultraprecise del carbonio 14 intrappolato nel legno di alberi asunaro sepolti nella prefettura di Aomori; dall’altra, cronache medievali giapponesi e cinesi che parlavano di aurore rosse visibili a latitudini insolitamente basse. Mettendo insieme tutto, è emerso che tra l’inverno del 1200 e la primavera del 1201 si verificò un cosiddetto evento di protoni solari, un fenomeno in cui particelle cariche sparate dal Sole raggiungono la Terra a velocità prossime al 90% della velocità della luce. Non proprio una passeggiata, ecco.

Il diario di un poeta e gli indizi nel legno antico

Uno degli indizi più suggestivi arriva dal Meigetsuki, il diario del poeta e cortigiano giapponese Fujiwara no Teika. Nel febbraio del 1204, annotò di aver visto “luci rosse nel cielo settentrionale sopra Kyoto”. Quel tipo di osservazione non è direttamente collegata a un evento di protoni solari, ma spesso accompagna le stesse turbolenze solari che li generano. Questo ha dato ai ricercatori una finestra temporale su cui concentrare le analisi.

La professoressa Hiroko Miyahara, a capo dell’unità Solar Terrestrial Environment and Climate dell’OIST, ha spiegato che gli studi precedenti si erano concentrati solo sugli eventi estremi, quelli più rari e potenti. La novità sta nel riuscire a individuare anche eventi “sub estremi”, che hanno una potenza pari al 10/30% dei casi più violenti ma che si verificano con maggiore frequenza. E che restano comunque pericolosi, soprattutto per chi si trova fuori dallo scudo protettivo del campo magnetico terrestre.

Perché tutto questo conta per le future missioni sulla Luna

Il legame con l’esplorazione spaziale non è affatto teorico. Nel 1972, diversi eventi di protoni solari esplosero nel periodo compreso tra le missioni Apollo 16 e Apollo 17. Se degli astronauti fossero stati sulla superficie lunare in quel momento, avrebbero potuto ricevere dosi di radiazioni potenzialmente letali. Con le agenzie spaziali che si preparano a riportare esseri umani sulla Luna, capire con che frequenza si verificano questi fenomeni diventa una questione di sicurezza reale.

I dati raccolti hanno rivelato anche qualcosa di inatteso sul Sole di quell’epoca. Oggi il ciclo di attività solare dura circa undici anni, ma attorno al 1200 quel ciclo si era accorciato a soli sette o otto anni, segno di un’attività solare eccezionalmente intensa. L’evento individuato dal team si colloca proprio al picco di uno di questi cicli abbreviati.

Miyahara ha sottolineato come l’analisi del carbonio 14 da sola non basti. Servono approcci integrati che combinino documentazione storica, dendroclimatologia e misurazioni scientifiche di alta precisione. Alcune aurore prolungate a basse latitudini, ad esempio, sembrano cadere vicino al minimo del ciclo solare ricostruito, un dato che va contro le aspettative e che apre nuove domande su quali condizioni solari possano generare fenomeni del genere. Una tempesta solare di 800 anni fa, insomma, sta ancora insegnando qualcosa di nuovo.

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Un gruppo di ricercatori della Penn State ha fatto qualcosa che sembrava quasi impossibile: catturare per la prima volta in natura le scariche corona sugli alberi durante un temporale. Parliamo di un bagliore elettrico, quasi fantasmatico, che si forma sulle punte delle foglie quando un temporale passa sopra una foresta. Era un fenomeno teorizzato da oltre settant’anni, ma nessuno c’era mai riuscito a osservarlo fuori da un laboratorio. Fino a ora.

La storia ha anche un lato avventuroso che vale la pena raccontare. Il team, guidato dal professor William Brune e dal dottorando Patrick McFarland, ha inseguito temporali lungo la costa orientale degli Stati Uniti a bordo di un minivan Toyota Sienna del 2013, modificato con un telescopio montato sul tetto. La meta iniziale era la Florida, famosa per i suoi temporali estivi quasi quotidiani. Ma il meteo non ha collaborato: per tre settimane le tempeste si sono dissolte troppo in fretta, senza lasciare dati utili. Il colpo di fortuna è arrivato sulla via del ritorno, in North Carolina, quando un temporale durato quasi due ore ha permesso ai ricercatori di puntare i loro strumenti verso un albero di liquidambar nel parcheggio dell’Università di North Carolina a Pembroke. È lì che tutto è cambiato.

Cosa sono le scariche corona e perché potrebbero ripulire l’aria

Le scariche corona sugli alberi si formano quando c’è uno squilibrio elettrico molto forte tra le nuvole temporalesche, cariche negativamente, e il suolo, dove si accumula carica positiva. Questa carica positiva risale attraverso il tronco e i rami, concentrandosi nei punti più sottili e appuntiti: le punte delle foglie. Lì il campo elettrico diventa così intenso da produrre un bagliore flebile, visibile soprattutto nella banda ultravioletta. A occhio nudo è praticamente invisibile, ma con gli strumenti giusti diventa uno spettacolo.

Per osservare il fenomeno, il team ha costruito il Corona Observing Telescope System, un telescopio newtoniano collegato a una fotocamera sensibile ai raggi UV, dotato di sensori per misurare l’elettricità atmosferica e di un sistema di calibrazione con lampada al mercurio. Con questo strumento hanno registrato 859 eventi di scariche corona sul liquidambar e 93 su un pino a foglia lunga nelle vicinanze. Ogni evento è durato da una frazione di secondo a diversi secondi. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Geophysical Research Letters.

Implicazioni per le foreste, il clima e la qualità dell’aria

La parte davvero affascinante riguarda quello che succede dopo. La radiazione ultravioletta generata dalle scariche corona è in grado di spezzare le molecole di vapore acqueo, producendo radicali ossidrile. Questi radicali sono tra i più potenti ossidanti presenti nell’atmosfera: reagiscono con gli inquinanti, compresi gli idrocarburi emessi dagli alberi stessi e il metano, un gas serra molto potente, trasformandoli in sostanze più facili da eliminare. In pratica, gli alberi sotto un temporale potrebbero contribuire attivamente a ripulire l’aria. Non è poco.

Restano però molte domande aperte. I ricercatori vogliono capire se queste scariche danneggiano le foglie nel lungo periodo o se gli alberi si sono in qualche modo adattati. Hanno anche notato piccoli danni sulle foglie nei punti dove si formano le scariche corona, sia in laboratorio che sul campo. Per approfondire, il team sta avviando collaborazioni con ecologi e biologi forestali. Il lavoro è stato finanziato dalla National Science Foundation americana, e potrebbe aprire una finestra completamente nuova sul rapporto tra foreste, atmosfera e salute ambientale.

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