2025年12月10日,日本名古屋大学宇宙地球环境研究所(ISEE)Fusa Miyake(三宅芙沙)教授来所交流,并作了题为“Searching for cosmic ray spikes using cosmogenic nuclides in tree rings and ice cores”的岩石圈与环境论坛报告,论坛由许晨曦研究员主持。
Miyake教授首先介绍了研究背景和动机。太阳爆发(如太阳耀斑、日冕物质抛射)会释放大量高能粒子,可能对现代社会的卫星、通信、电网等造成严重破坏。了解历史上极端太阳事件的频率和强度,有助于评估其灾害风险。
接着,Miyake教授介绍了关键研究方法和发现。其研究的核心突破始于2012年,她和团队通过对日本古树年轮的连续高精度测量,首次在公元774-775年的年轮层中,发现了一个空前剧烈的14C浓度飙升信号。该信号的增幅之大,远超现代仪器观测到的任何一次太阳活动所能产生的信号。这一发现随后在全球各大洲的树木样本中得到验证,证实它是一次全球性事件。紧接着,其又成功识别出公元993-994年的第二个类似事件。这些发现确凿无疑地证明,历史时期曾发生过强度数十倍乃至上百倍现代记录的极端太阳高能粒子(SEP)事件。如今,这类由极端太阳活动引发、并被清晰记录在14C中的快速上升信号,已被国际学界正式命名为“Miyake事件”。为了确认这些事件的太阳起源,Miyake教授进一步整合了来自格陵兰与南极冰芯的独立证据。分析显示,在相同的年份,冰芯中的10Be与36Cl也出现了同步的峰值。这种多核素、全球双极(南北半球)的完美印证,排除了超新星爆发等局部宇宙事件的假说,最终确立了其源自超级太阳风暴的本质。截至目前,相关研究团队已在过去一万两千年间确认了至少五个此类极端事件,将太阳活动的“极端行为”档案延长了数个数量级。
随后,Miyake教授介绍了“Miyake事件”衍生的应用。这些全球同步、精确到年的14C尖峰,成为了埋藏于时间长河中的绝佳时间标记。Miyake教授与合作者据此发展出“尖峰匹配”(“Spike Matching”)定年技术。利用已知年份的尖峰(如774年、993年事件)作为“锚点”,研究人员可以像校准尺子一样,为考古木材、火山灰层、地震断层等样品提供精确到年甚至季节的绝对年代。这一技术被国际顶级期刊《Nature》评为“2023年值得关注的七项技术”之一。
Miyake教授在报告结尾提到,其研究也致力于探测强度介于现代观测事件和已确认的超级事件之间的“中等事件”,并试图理解极端事件与太阳长期活动(如太阳极小期)的关系,以评估其发生频率与上限,这对现代高科技社会的防灾至关重要。
互动交流环节,科研人员与研究生们踊跃提问,现场氛围热烈活跃。会后,Miyake教授参观了所公共技术平台的大型加速器质谱实验室。
Miyake教授是太阳物理和宇宙射线研究领域一位具有开创性贡献的科学家。她不仅通过发现“Miyake事件”改写了我们对太阳极端活动历史的认知,还由此发展出革命性的高精度年代测定工具,其成果在天体物理、地球科学、考古学等多个学科都产生了深远影响。

会议现场
附件: