Solen är den primära källan för jordens klimatsystem, som driver den atmosfäriska och oceana cirkulationen. Förutom att solens varierande instrålning påverkan jordens klimat, så bestämmer instrålningen även den atmosfäriska produktionen av kosmogena partiklar (t. ex. ¹⁰Be, ¹⁴C, ³⁶Cl) som sedan lagras i diverse klimatarkiv på jorden. Förändringar i solinstrålningen över tid kan därför undersökas och mätas från till exempel isborrkärnor, årsringar från träd och sjösediment. Solen kan också uppvisa ett mer kaotiskt beteende genom utbrott av ljus, plasma och magnetfält, så kallade solstormar, där partiklar kan accelereras och träffa jordklotet. Dessa partiklar kan skada astronauter, satelliter och annan rymdteknik samt teknologi på marken. Vid extrema utbrott kan även flygsäkerheten hotas. Samtidigt, när dessa partiklar träffar atmosfären ökar produktionen av kosmogena partiklar.
Avhandlingen har två övergripande mål. Dels att grundligt undersöka potentialen i att använda ¹⁰Be, ¹⁴C och ³⁶Cl för att hitta dåtida extrema solstormar. Dels så kommer den gemensamma produktionssignalen hos ¹⁰Be och ¹⁴C att användas för att synkronisera klimatarkiv från olika regioner för att kunna undersöka tidpunkten för fluktuationer i klimatet under de senaste 11 000 åren.
Två stora ökningar av kosmisk strålning, daterade till AD 774/5 och AD 993/4, visar sig härstamma från extrema solstormar som träffade jorden och lämnade tydliga spår i produktionen av ¹⁴C i årsringar från träd över hela jorden, samt av ¹⁰Be och ³⁶Cl från isborrkärnor från Grönland och Antarktis. Energispektrat och flödet av partiklar under dessa solstormar visar på att de var en magnitud kraftigare än de solstormar som har observerats under rymderan. Vi visar även att den relativa skillnaden i energiproduktionen mellan ¹⁰Be och ³⁶Cl kan användas för att ta fram energispektrat. En tredje extrem solstorm tros ha träffat jorden år 2610 BP. De två eventen 774/5 och 993/4 har också undersökts för att testa, och slutligen förkasta, hypotesen att nitrat från isborrkärnor kan länkas till solstormar.
Två högupplösta ³⁶Cl-mätserier från isborrkärnor som sträcker sig över flera hundra år presenteras och visar att flera ökningar av ³⁶Cl möjligen kan kopplas till solenergipartiklar, varav en ökning är samtida med en geomagnetisk storm i september 1909. Mätserierna visar inga förhöjda ³⁶Cl-värden under Carrington-eventet 1859. Ett teoretiskt experiment föreslår att det är möjligt att stora solstormar med ett stort inflöde av lågenergipartiklar kan leda till väsentligt högre värden av ³⁶Cl, men inte av ¹⁰Be, i isborrkärnor.
Slutligen visar vi att förändringar i halten av kosmogena partiklar orsakade av långsamma förändringar i solaktivitet kan användas för att synkronisera mätserier från sjösediment i Europa med isborrkärnor från Grönland. Undersökningarna av båda mätserier över samma tidsavsnitt tyder på att klimatförändringar som har observerats på Grönland och i västra Europa kan, åtminstone delvis, tillskrivas solaktivitet.