Cząstki radioaktywnego plutonu z testów jądrowych utrzymują się wysoko w stratosferze od ponad 50 lat, a erupcje wulkaniczne, takie jak Eyjafjallajökull na Islandii w 2010 roku, mogą sprowadzić te cząsteczki do niższej atmosfery, badacze podają 7 stycznia w Nature Communications . Ostrzegają jednak, że stężenia cząstek w niższej atmosferze są małe i nie zagrażają zdrowiu ludzkiemu.
powiązana zawartość
- Jak fizyka napędzała projekt bomb atomowych zrzuconych na Japonię
W latach 1945-1998 narody na całym świecie testowały broń nuklearną pod ziemią, pod wodą i wysoko w atmosferze. Testy atmosferyczne przeprowadzone w latach 50., 60. i 70. - wraz z wypaleniem zasilanego plutonem satelity SNAP-9A w 1964 r. - stworzyły radioaktywne szczątki, które przyczepiły się do cząstek w powietrzu, zwanych aerozolami. W troposferze - najniższej części atmosfery rozciągającej się od ziemi do około 17–20 kilometrów w górę - cząstki te wypłukiwane są w ciągu tygodni lub miesięcy. Ale kombinacja czynników, takich jak tropopauza przypominająca barierę, utrzymuje cząsteczki w stratosferze (kolejna warstwa w górę, rozciągając się na około 50 kilometrów) na dłużej. Ale jak długo?
Badania przeprowadzone w latach 60. i 70. XX wieku, w których próbki aerozoli były pobierane z samolotów i balonów, wykazały, że większość cząstek radioaktywnych utrzymywała się w stratosferze przez około jeden do czterech lat. Większe cząstki, w zakresie od jednego do 10 mikrometrów, osadzają się nawet szybciej w stratosferze od tygodni do miesięcy. (Cząsteczki nie tylko zniknęły; przemieszczały się w dół do troposfery podczas przerw w tropopauzie, które umożliwiają mieszanie troposfery i stratosfery, zdarzenia, które zdarzają się najczęściej wiosną.) Ponieważ testy jądrowe były prowadzone tak dawno temu, wszystkie te radioaktywne Naukowcy doszli do wniosku, że cząstki stratosferyczne powinny już prawie zniknąć.
Erupcja Eyjafjallajökull w 2010 roku skłoniła naukowców do myślenia, że wnioski te mogą być błędne. Kiedy wybuchł wulkan, badacze w Szwajcarii zaczęli pobierać próbki aerozolu z troposfery i odkryli podwyższone stężenie cząstek radioaktywnych. Poziomy plutonu i cezu (kolejny produkt uboczny testów jądrowych) były do trzech rzędów wielkości wyższe niż poziomy występujące w aerozolach na poziomie gruntu. Pomiary te były sprzeczne z wcześniejszymi badaniami aerozolu, które wykazały niski poziom w całej troposferze; coś było nie tak.
José Corcho Alvarado ze szpitala uniwersyteckiego w Lozannie i współpracownicy zgromadzili dane dotyczące aerozolu, które były gromadzone przez samoloty wojskowe nad Szwajcarią przez większość lat od lat 70. do 2004 r., A także podobne dane zebrane podczas pióropuszu popiołu z Eyjafjallajökull podróżowały po kraju w 2010 r. wykorzystał te dane do stworzenia modelu rozkładu cząstek radioaktywnych w atmosferze w Szwajcarii od 1970 roku do chwili obecnej.
Większość plutonu w stratosferze, obliczonej na podstawie stężeń i szybkości rozpadu, musiała zostać tam złożona w latach 1964–1982. Jest to zgodne z założeniem, że badania jądrowe i rozpad satelity są największymi źródłami radioaktywnych cząstek w atmosferze . Ich model ujawnił, że pluton pozostaje w stratosferze średnio od 2, 5 do 5 lat, ale niewielka ilość krąży w stratosferze.
„Nasze wyniki pokazują, że znaczna część aerozoli radioaktywnych… pozostaje w stratosferze w skalach czasowych rzędu kilku dziesięcioleci”, piszą naukowcy.
Co do tego, w jaki sposób radioaktywny pluton prawdopodobnie trafił do pyłu wulkanicznego wulkanu, oto, co proponują naukowcy: Erupcja spowodowała kontakt tysięcy lodu z roztopioną skałą. Ta interakcja spowodowała ogromną eksplozję, która wyrzuciła parę i cząsteczki w powietrze, wypychając drobnoziarnisty popiół i gazy, takie jak dwutlenek siarki, w dolne obszary stratosfery. Cząsteczki popiołu i siarki podniosły pluton i cez ze stratosfery i sprowadziły pierwiastki radioaktywne do troposfery.
„Silna erupcja wulkanu wulkanu Eyjafjallajökull spowodowała redystrybucję antropogenicznych radionuklidów [radioaktywnych cząstek z działalności człowieka] w niższej atmosferze” - piszą naukowcy.
Ludzie nie muszą się martwić o radioaktywność - ktoś urodzony po zakończeniu testów nie dostanie raka z cząstek plutonu w stratosferze. Ale może to wystarczyć, aby pomóc naukowcom badającym ruch cząstek w atmosferze, ponieważ cząsteczki radioaktywne działają jak markery tego, jak powietrze krąży.
