古代太阳耀斑如何照亮维京时代的开始

在所谓的黑暗时代开始时，一场又一场的灾难降临到欧洲。罗马帝国于五世纪末崩溃。六世纪中叶的火山爆发遮挡了阳光，导致北半球农作物歉收和饥荒。与此同时，查士丁尼瘟疫袭来，据估计，拜占庭帝国首都君士坦丁堡的近一半人口死亡，其他地方也有数十人死亡。

然后，793 年 6 月 8 日，一群掠夺者袭击了大不列颠东北海岸附近的一个小岛。正如基督教僧侣在 盎格鲁撒克逊编年史”，“异教徒通过猛烈的抢劫和屠杀，摧毁了林迪斯法恩岛上上帝的教会。”

有了这样的描述，维京人作为无情的掠夺者载入了中世纪史册，他们还在 789 年杀死了英国南部的一名当地官员。从今天的角度来看，这些挪威海员似乎凭空出现。

维京人究竟何时以及为何首次将船只驶离海岸，向南驶过地平线，进入未知世界，人们对此展开了激烈的争论。一些历史学家认为，八世纪末的另一项发展提供了线索：被称为迪拉姆的银币从中东的伊斯兰世界传入欧洲。大约在这个时候，生活在现在的挪威和瑞典的维京男人开始痴迷于白银，以此作为购买因杀害女婴而变得稀缺的新娘的手段，至少有一种流行的理论是这么认为的。人们认为，对白银的迫切需求促使维京人最初穿越北海和波罗的海，并以某种方式促成了他们臭名昭著的袭击。

然而，其他历史学家怀疑，维京人第一次涉足外部世界早在他们的暴力袭击之前，与对白银的追求无关。

普林斯顿大学中世纪历史学家马修·德尔沃 (Matthew Delvaux) 表示：“我们对早期维京时代年表的理解确实很不完整，因为我们最好的记载有时是在 100 年后写成的。”其中包括对林迪斯法恩袭击的描述 盎格鲁撒克逊编年史.

幸运的是，中世纪学者最近找到了另一种可以求助的方法：太阳风暴。

丹麦奥胡斯大学的考古学家 Søren Sindbæk 和他的同事利用 775 年爆发的可能是超大质量太阳耀斑的力量，重建了维京人早期航行的时间。这次耀斑帮助团队改进了放射性碳测年，从而更多地了解了维京人早期航行的时间。丹麦里伯（Ribe）是中世纪早期贸易站所在地，出土的文物具有精确的年代。

里伯事件的年表显示，维京人的航行开始时并不那么暴力，至少比林迪斯法恩袭击早 50 年。辛贝克认为，维京人成功的秘诀最好是通过熟练的贸易而不是可怕的袭击来解释。

更精确的放射性碳测年法有可能揭示曾经被认为已经消失在历史中的中世纪世界的其他方面。

里伯的维京时代考古

自 20 世纪 70 年代以来，考古学家一直在北海的里伯进行探索，寻找能够帮助解释中世纪历史上最深奥的谜团之一的文物：在短短几十年的时间里，夹在危险的海洋和密不透风的森林之间的贫困农民如何成为了维京人统治欧洲近 300 年，这一时期被称为维京时代。

在某个时刻，几名干劲十足的斯堪的纳维亚半岛海员穿越了长达 100 公里的险恶斯卡格拉克海峡，到达了里伯。在那里，在潮汐沼泽上方的沙地上，有一群茅草单层房屋，维京人留下了他们来这里的原因的线索。

辛贝克想象着里伯对于那些早期的维京人来说会是什么样子，里伯已经是南部定居点的市场。“第一眼给人留下深刻印象的是那些桅杆，”他说。“将会有比你一生中见过的更多的船只。”

里伯是丹麦最古老的城镇，最终连接了横跨北欧的贸易路线。沿着狭窄的街道挖掘的文物揭示了早期维京人首次到达的时间以及他们接下来传播到的地方，从而扩大了他们在该地区的影响力。

北欧早期中世纪贸易路线

在中世纪早期，里伯是国际贸易中心，贸易路线从北欧和中东带来货物。虚线显示了货物在前往里伯之前可能经过中间商的路线。

从 2017 年 6 月开始，辛贝克的团队连续 15 个月在里伯发现了自公元 700 年左右开始的大量贸易证据。在既用作住宅又用作作坊的房屋的粘土地板中，奥胡斯团队发现了玻璃珠，其中包括一个千变万化的阵列色彩缤纷的中东珠子，镶嵌在大量金属加工、皮革制备、编织和骨雕的碎片中。这些都是维京时代贸易城镇的遗迹，各种各样的人在这里相遇、交往和兜售他们的商品。

他们和平地这样做了。事实上，没有任何考古证据表明里伯发生了暴力冲突，这与维京人是嗜血的野蛮人的流行神话相反。

“从一开始，里伯似乎就是一个避风港。你可以在这里降落，你会很安全。我们不会掠夺你。我们会尽力智取你，”辛贝克说。

他和他的同事总共发掘了超过 100,000 件文物，包括定义维京时代文化的工具、配件和小饰品。在许多情况下，这些物品是用来自早期维京人居住的斯堪的纳维亚半岛的材料制成的。一些美女脱颖而出。华丽的琥珀战斧吊坠暗示了维京人的战士精神。用驯鹿角雕刻而成的梳子展现出复杂的设计。椭圆形胸针上装饰着可怕的野兽。维京神奥丁的头像为硬币增光添彩。这些文物的价值超出了它们的实用性或固有的美感。回到斯堪的纳维亚半岛的家乡，这些珍贵的物品为交付或接收它们的人赋予了社会地位。

“你可以展示自己参与这些区域间网络的能力，就像我们展示购买外国汽车的能力一样，”德尔沃说。

历经几个世纪的挖掘，有许多代的作坊。二十层楼的商店里堆满了文物。200 年持续的制造活动被压缩到 2.5 垂直米。

考古学家、罗马美国大学前校长理查德·霍奇斯 (Richard Hodges) 于 2018 年参观了该遗址。他说，这是“一个叠加的工作室的层蛋糕，一个在另一个之上”。“有些被烧毁了。其中一些刚刚被拆除。他们每个人都创造了大量的物质文化。”

由于各层经常一起流血，奥尔胡斯团队需要对每一层进行放射性碳测年，以便将这些文物按清晰的时间顺序排列，并揭示产生它们的事件的时间。

放射性碳测年法的局限性

几十年来，放射性碳测年一直是考古学家的首选技术。它利用了这样一个事实：当生物体吸收碳并将其纳入其组织时，碳的某些部分是该元素的放射性版本。一半的放射性碳需要 5,730 年才能衰变成氮。了解骨头或木炭中的半衰期和放射性碳含量有助于科学家计算有机物的年龄。

但大气中放射性碳的含量——以及在光合作用过程中被植物吸收，然后被食用它们的动物吸收——会随着时间的推移而波动，因此科学家必须校准他们的测量结果，以估计真实的日历日期。树木年轮可以很方便地实现这一目的。每一个都记录了其形成当年的大气放射性碳含量。专家们利用世界各地已知年龄的树木编制了一条名为 IntCal20 的曲线，该曲线绘制了过去 55,000 年放射性碳的波动，以帮助研究人员校准放射性碳日期。

但 IntCal20 的年轮数据对于八世纪和九世纪的部分时间来说是稀疏的。因此，考古学家无法准确地确定维京时代文物的年代，无法解释维京人在全球舞台上的出现。

为了填补这一空白，奥尔胡斯团队成员、物理学家本特·菲利普森 (Bente Philippsen) 使用丹麦国家博物馆的橡树标本进行了自己的校准——其中一棵橡树标本恰好是维京国王哈拉尔·蓝牙 (伟大的蓝牙国王) 建造的一座桥梁的一部分。10 世纪丹麦和挪威人民的统一者，同名的设备链接技术就是以他的名字命名的）。

但即使进行了额外的校准，菲利普森也无法将给定层的可能年龄范围缩小到足以准确地了解维京人何时首次到达或长途贸易网络何时到达城镇的程度。

古老的太阳耀斑提高了放射性碳的精确度

为了将这些事件发生的时间归零，奥胡斯团队查看了该地点是否记录了古代太阳耀斑的迹象。775 年，西欧一些有文化的观察家报告称看到了太阳风暴的影响。天空中划过的天象有多种描述方式：红十字、燃烧的盾牌、来自天堂的火焰。有些人看到“蛇”以与北极光相同的动作滑行。

在原子水平上，流入地球大气层的太阳粒子引发了核反应，将一些氮原子转化为具有六个质子和八个中子的碳的不稳定变体：同位素碳 14，或放射性碳。

通常，大气中 99% 的碳是碳 12，它有 6 个质子和 6 个中子。其余 1% 的原子中只有万亿分之一是碳 14；其余的是碳 13。但由于碳 14 的不稳定性质，这些比率会随着时间的推移而发生微小变化。775 年，太阳风暴产生的碳 14 比平时多了 1.2%。这种碳同位素的比例被铭刻在当时活着的任何生物体上。

大约十年前，日本名古屋大学的物理学家 Fusa Miyake 及其同事首次在日本雪松树的年轮中发现了放射性碳 775 的峰值。通过计算年轮，她能够确定太阳风暴发生的年份。事实证明，太阳曾多次（大约每千年半左右出现一次）向我们的方向发出耀斑，其能量足以产生更多的碳 -14。

因此，当奥尔胡斯团队沿着里伯的一条古老街道一层又一层地剥离湿粘土和沙子时，菲利普森开始研究这些土层中是否有任何一层可以追溯到 775 年。现场的泥土和粘土深至她的肘部，她迄今为止，我们一直在寻找合适的有机材料。

“我接受过所有 [挖掘] 方法的培训，因此他们让我在沟渠中工作是安全的，而且你可以对样本有很好的了解，”菲利普森说。

在里伯所有令人震惊的发现中，该遗址的垃圾最有可能揭示维京时代贸易的起源。一千多年后，树枝、黑麦、大麦、燕麦、坚果壳和其他垃圾仍然存在，可能带有特大质量耀斑的时间戳。

Philippsen 穿梭于她位于奥尔胡斯的实验室和里伯的挖掘地点之间，带着从不同车间层采摘的 140 个样本。她用抹刀换成了手术刀，将古老的橡木碎片切成小块，并将它们与现场的样本一起通过实验室的加速器质谱仪，该质谱仪通过根据质量对碳 12 和碳 14 原子进行分类来计数。

结果表明，来自梳子作坊的两块木炭和一个榛子壳的碳 12 与碳 14 比例与 775 年橡树年轮的比例相同。

里伯是中世纪早期贸易的时间胶囊

一旦菲利普森确定了一个可追溯至 775 年的作坊层，其他所有作坊及其上下的文物就按年代顺序排列。按照这一顺序，辛贝克和同事将里伯贸易的演变拼凑在一起，并于 2022 年在《自然.

公元 700 年左右，陶瓷和改造后的罗马玻璃出现在里伯，这表明与莱茵河谷的法兰克人（位于现在的德国）进行了贸易。到了 740 年代，早期的维京人乘坐的船只足够大，可以运载瑞典和挪威的石头。750 年代，驯鹿鹿角出现，这是挪威内陆地区以外未发现的物种——这是维京人存在的更多迹象。镇上的工匠将这些大件物品变成了抢手的梳子和磨刀石。作为交换，供应商可能会提供早期维京人的珠子和胸针，这些将成为维京时代无处不在的标志。这些物品后来也出现在其他维京贸易城镇，例如瑞典的比尔卡。最后，大约在 790 年，一批美丽的珠子抵达里伯，很可能途经俄罗斯，这表明新的中东贸易联系。

辛贝克的团队认为，这种情况强烈表明，如果不能证明的话，维京人的探索始于区域贸易探险，而不是对中东白银的绝望收购。

鉴于时间相似，这次袭击可能与当时进入北欧的中东贸易货物有关，这引发了重要问题。

德尔沃说：“我们看到北海斯堪的纳维亚周边地区（中东）东部贸易的加剧，而这先于维京人对不列颠群岛的袭击加剧。”“这项交易是否刺激了袭击？他们劫掠是为了拾取东西来从事东部贸易吗？袭击的开始是因为人们想与东方贸易竞争吗？我可以与穆斯林交易白银，或者我可以袭击英国人以获得白银，对吗？”德尔沃反问道。

无论如何，太阳耀斑清楚地划定了新兴文明之间首次接触的时刻。辛贝克可以想象这是怎么发生的。

他说，这些中东珠子可能装在几磅重的袋子里，从美索不达米亚中心地带向北运输，然后被交给当今土耳其的一名商人，后者可能沿着游牧小道向北到达乌克兰北部某处的森林草原。在那里，商人可能遇到了渡过波罗的海向东而来的维京人，他们用珠子交换毛皮或奴隶。这些珠子分散在斯堪的纳维亚市场，最终到达里伯。

790 年后，里伯充斥着这些进口珠子，而专门在里伯单独制作的当地制造的黑黄条纹“黄蜂珠”却从考古记录中消失了。奥胡斯团队得出的结论是，原因在于竞争。

居住在几千公里外的工匠们通过将长玻璃棒切成小块来批量生产珠子。人们现在不得不问自己：“我想要街角斯文制作的珠子，还是想要奥拉夫从天知道从哪里带来的珠子，但他可以以同样的价格给我 30 颗珠子？”斯文可以给我做一个吗？”德尔沃说。

未来需要解决的问题

775 年的太阳耀斑和 993 年稍弱的太阳耀斑以及明显的碳尖峰揭示了维京人如何试图触及地球的每个角落。利用 993 太阳耀斑，另一组考古学家最终确认了维京人生活在北美的时间。加拿大纽芬兰 L’Anse aux Meadows 遗址的木制品上刻有 993 信号弹的签名。研究小组于 2022 年在《2022 年》中报告称，通过计算树木年轮，可以发现制作这些物品的木材是在 1021 年被砍伐的。自然.

当时，维京人并不是唯一超越自己视野的人。非洲 - 欧亚大陆的一群不同的贸易探险家也从危险的海上穿越中幸存下来，并在类似于里伯的城镇中找到了彼此。太阳耀斑辅助的放射性碳测年也可以让他们的故事曝光。

“我们可以将不同的文化和地区放在同一时间线上，无论他们是否有历史书写的传统，”菲利普森说。“这使得研究世界不同地区的接触以及发展的原因和影响变得更加容易。环境和气候记录也可以通过放射性碳来确定年代……我们还可以检查社会如何应对气候变化，以及文化发展如何与环境变化联系起来。”

英国赛伦塞斯特皇家农业大学的考古学家马克·霍顿同意太阳耀斑“使我们能够为历史制定一个更加精确的时间表”。但例如，在他工作的印度洋周围的贸易城镇中，死树很快就会消失，从而在南半球的放射性碳校准曲线 SHCal20 中留下巨大的缺口，使得像菲利普森那样填补它们变得更加困难。

菲利普森的下一步是帮助奥尔胡斯考古学家莎拉·克罗伊（Sarah Croix）对早期基督教坟墓进行放射性碳测年，以检验哈拉尔·蓝牙国王关于他将丹麦转变为基督教的说法。如果坟墓早于他的统治，那么蓝牙就显得有些夸张了。

菲利普森说：“放射性碳测年法现在已经接近传统历史来源的精确度，因此它对于研究‘近代’历史，而不仅仅是史前史，变得有意义。”“因此，我们可以研究历史资料中未提及的个人（即‘普通人’）的生活，其时间顺序精度与统治者、识字者或任何撰写或被撰写的人的生活相同。”