Published September 6, 2018 | Version v1
Publication Open

Tree rings reveal globally coherent signature of cosmogenic radiocarbon events in 774 and 993 CE

Creators

  • 1. University of Cambridge
  • 2. ETH Zurich
  • 3. Swiss Federal Institute for Forest, Snow and Landscape Research
  • 4. Université du Québec à Rimouski
  • 5. Queen's University Belfast
  • 6. Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology
  • 7. Trees and Timber Institute
  • 8. Amt für Städtebau
  • 9. University of Auckland
  • 10. Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
  • 11. University of Padua
  • 12. Austral University of Chile
  • 13. University of Vermont
  • 14. Lamont-Doherty Earth Observatory
  • 15. Columbia University
  • 16. Icelandic Tourism Research Centre
  • 17. Johannes Gutenberg University Mainz
  • 18. University of Guelph
  • 19. AgroParisTech
  • 20. Université de Lorraine
  • 21. University of Tennessee at Knoxville
  • 22. Swedish Polar Research Secretariat
  • 23. Bolin Centre for Climate Research
  • 24. Stockholm University
  • 25. Institute of Plant and Animal Ecology
  • 26. West Virginia University
  • 27. Deutsches Archäologisches Institut, Zentrale
  • 28. University of Arizona
  • 29. Sukachev Institute of Forest
  • 30. Czech Academy of Sciences, Global Change Research Institute
  • 31. Center for Climate and Resilience Research
  • 32. University of Gothenburg
  • 33. Swansea University
  • 34. Western University
  • 35. Nagoya University
  • 36. Siberian Federal University
  • 37. Universität Innsbruck
  • 38. Environmental Earth Sciences
  • 39. UNSW Sydney
  • 40. Dana-Farber/Harvard Cancer Center
  • 41. Harvard University
  • 42. Mendel University in Brno
  • 43. University of Freiburg
  • 44. Paul Scherrer Institute
  • 45. University of Geneva
  • 46. Indiana State University
  • 47. Instituto de Química del Noroeste Argentino
  • 48. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
  • 49. College of Wooster
  • 50. Hampshire College
  • 51. Northwest Institute of Eco-Environment and Resources
  • 52. Chinese Academy of Sciences

Description

Though tree-ring chronologies are annually resolved, their dating has never been independently validated at the global scale. Moreover, it is unknown if atmospheric radiocarbon enrichment events of cosmogenic origin leave spatiotemporally consistent fingerprints. Here we measure the 14C content in 484 individual tree rings formed in the periods 770-780 and 990-1000 CE. Distinct 14C excursions starting in the boreal summer of 774 and the boreal spring of 993 ensure the precise dating of 44 tree-ring records from five continents. We also identify a meridional decline of 11-year mean atmospheric radiocarbon concentrations across both hemispheres. Corroborated by historical eye-witness accounts of red auroras, our results suggest a global exposure to strong solar proton radiation. To improve understanding of the return frequency and intensity of past cosmic events, which is particularly important for assessing the potential threat of space weather on our society, further annually resolved 14C measurements are needed.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

على الرغم من أن التسلسل الزمني لحلقات الأشجار يتم حله سنويًا، إلا أنه لم يتم التحقق من تاريخها بشكل مستقل على المستوى العالمي. علاوة على ذلك، من غير المعروف ما إذا كانت أحداث إثراء الكربون المشع في الغلاف الجوي ذات الأصل الكوني تترك بصمات متسقة مكانيًا وزمانيًا. هنا نقيس محتوى 14C في 484 حلقة شجرة فردية تشكلت في الفترات 770-780 و 990-1000 م. تضمن الرحلات المميزة 14C التي تبدأ في الصيف الشمالي لعام 774 والربيع الشمالي لعام 993 التأريخ الدقيق لـ 44 سجلًا لحلقات الأشجار من القارات الخمس. نحدد أيضًا انخفاضًا في خط الطول لمتوسط تركيزات الكربون المشع في الغلاف الجوي لمدة 11 عامًا عبر كلا نصفي الكرة الأرضية. مدعومة بروايات شهود العيان التاريخية للشفق الأحمر، تشير نتائجنا إلى تعرض عالمي لإشعاع البروتون الشمسي القوي. لتحسين فهم تواتر وكثافة عودة الأحداث الكونية السابقة، وهو أمر مهم بشكل خاص لتقييم التهديد المحتمل لطقس الفضاء على مجتمعنا، هناك حاجة إلى مزيد من قياسات 14C التي يتم حلها سنويًا.

Translated Description (French)

Bien que les chronologies des cernes soient résolues chaque année, leur datation n'a jamais été validée de manière indépendante à l'échelle mondiale. De plus, on ne sait pas si les événements d'enrichissement en radiocarbone atmosphérique d'origine cosmogénique laissent des empreintes digitales spatio-temporelles cohérentes. Ici, nous mesurons la teneur en 14C dans 484 anneaux d'arbres individuels formés dans les périodes 770-780 et 990-1000 CE. Des excursions distinctes en 14C commençant dans l'été boréal de 774 et le printemps boréal de 993 assurent la datation précise de 44 enregistrements d'anneaux d'arbres des cinq continents. Nous identifions également un déclin méridien des concentrations moyennes de radiocarbone atmosphérique sur 11 ans dans les deux hémisphères. Corroborés par les récits historiques de témoins oculaires d'aurores rouges, nos résultats suggèrent une exposition globale à un fort rayonnement de protons solaires. Pour améliorer la compréhension de la fréquence et de l'intensité de retour des événements cosmiques passés, ce qui est particulièrement important pour évaluer la menace potentielle de la météo spatiale sur notre société, d'autres mesures 14C résolues annuellement sont nécessaires.

Translated Description (Spanish)

Aunque las cronologías de los anillos de los árboles se resuelven anualmente, su datación nunca se ha validado de forma independiente a escala mundial. Además, se desconoce si los eventos de enriquecimiento de radiocarbono atmosférico de origen cosmogénico dejan huellas espaciotemporales consistentes. Aquí medimos el contenido de 14C en 484 anillos de árboles individuales formados en los períodos 770-780 y 990-1000 CE. Distintas excursiones 14C a partir del verano boreal de 774 y la primavera boreal de 993 aseguran la datación precisa de 44 registros de anillos de árboles de los cinco continentes. También identificamos una disminución meridional de las concentraciones medias de radiocarbono atmosférico de 11 años en ambos hemisferios. Nuestros resultados, corroborados por testimonios históricos de auroras rojas, sugieren una exposición global a una fuerte radiación solar de protones. Para mejorar la comprensión de la frecuencia e intensidad de retorno de los eventos cósmicos pasados, lo cual es particularmente importante para evaluar la amenaza potencial del clima espacial en nuestra sociedad, se necesitan más mediciones de 14C resueltas anualmente.

Files

s41467-018-06036-0.pdf.pdf

Files (1.1 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:d1a2f0c74dbf87581b05db24e6b5f3c8
1.1 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تكشف حلقات الأشجار عن توقيع متماسك عالميًا لأحداث الكربون المشع الكوني في عامي 774 و 993 م
Translated title (French)
Les cernes d'arbres révèlent une signature globalement cohérente des événements radiocarbones cosmogéniques en 774 et 993 CE
Translated title (Spanish)
Los anillos de los árboles revelan una firma globalmente coherente de eventos cosmogénicos de radiocarbono en 774 y 993 d. C.

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2889473596
DOI
10.1038/s41467-018-06036-0

Is supplement to
https://openalex.org/W91413290 (Other)
https://openalex.org/W752553154 (Other)
https://openalex.org/W4200087787 (Other)
https://openalex.org/W3093150799 (Other)
https://openalex.org/W2730129017 (Other)
https://openalex.org/W2095876975 (Other)
https://openalex.org/W1989814246 (Other)
https://openalex.org/W1935001893 (Other)
https://openalex.org/W1816701603 (Other)
https://openalex.org/W1779463551 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W1487506261
  • https://openalex.org/W1567538237
  • https://openalex.org/W1830138900
  • https://openalex.org/W1931659861
  • https://openalex.org/W1934263059
  • https://openalex.org/W1945170571
  • https://openalex.org/W1978148719
  • https://openalex.org/W1992298267
  • https://openalex.org/W1993869635
  • https://openalex.org/W2017592651
  • https://openalex.org/W2024932191
  • https://openalex.org/W2042539769
  • https://openalex.org/W2066348994
  • https://openalex.org/W2070363372
  • https://openalex.org/W2073804561
  • https://openalex.org/W2089469242
  • https://openalex.org/W2111731351
  • https://openalex.org/W2117915595
  • https://openalex.org/W2135968554
  • https://openalex.org/W2137918362
  • https://openalex.org/W2139388007
  • https://openalex.org/W2140115134
  • https://openalex.org/W2156155312
  • https://openalex.org/W2165193365
  • https://openalex.org/W2167913202
  • https://openalex.org/W2172122480
  • https://openalex.org/W2190403282
  • https://openalex.org/W2252782483
  • https://openalex.org/W2409566310
  • https://openalex.org/W2465933872
  • https://openalex.org/W2513647954
  • https://openalex.org/W2560680182
  • https://openalex.org/W2577131209
  • https://openalex.org/W2601229246
  • https://openalex.org/W2634486298
  • https://openalex.org/W2743892691
  • https://openalex.org/W2749077890
  • https://openalex.org/W2767794295
  • https://openalex.org/W2793122756
  • https://openalex.org/W2796202411
  • https://openalex.org/W3099295940
  • https://openalex.org/W3101138323
  • https://openalex.org/W3104342233
  • https://openalex.org/W3105786902