Buzulları düşünün ve geniş, bozulmamış buz tabakalarının görüntüleri, Kuzey Kutbu ve Antarktika'nın örtücü bölgeleri akla geliyor. Buzul buzunun %99'unun gezegenimizin kutup bölgeleriyle sınırlı olduğu doğru olsa da, buzullar aynı zamanda hemen hemen her kıtadaki sıradağlarda bulunur ve Dünya'nın kara yüzeyinin yaklaşık %10'unu kaplar. Buzul buzu aynı zamanda gezegenimizdeki en büyük tatlı su deposudur ve dünyadaki tatlı suyun neredeyse %69'unu tutar.

Görüntülerde gümüşi, el değmemiş buz nehirleri gibi görünmesine rağmen, buzullar toz ve mikrop gibi birçok organik tortu içerir. Ancak araştırmacılar, bunların aynı zamanda endişe verici miktarda zehirli nükleer madde içerdiğini de keşfediyor ve buzulların erimesiyle ortaya çıkan riskleri ancak şimdi anlamaya başlıyoruz.

"Değerlendirilen bu buzulların bazıları için, özellikle Avrupa Alpleri'ndekiler ve Avrupa'nın diğer bölgelerindekiler için, bu serpinti radyonüklidlerinin bazılarının konsantrasyonları, onları Çernobil gibi afet bölgelerinde kaydettiğimiz kadar yüksek. Fukushima Japonya'da alan, ”diye açıklıyor Philip Owens, Kanada'daki Northern British Columbia Üniversitesi'nde bir çevre bilimcisi.

Toz, kir, mikroplar

Yakından, buzullar tamamen beyaz değildir. Birikintiler nedeniyle genellikle gri ve kirli, hatta yer yer siyah görünürler. Kriyokonit olarak bilinen buzul yüzeylerinde oluşan bu koyu, ince tortu, toz, kir ve kurum ile küçük kaya ve mineral parçacıklarından oluşur. Aşınmış kayalar ve buzulun yakınındaki açıkta kalan alanlar gibi yerel çevre dahil olmak üzere çeşitli yerlerden ve aynı zamanda çöller ve kurak topraklar, orman yangınları ve içten yanmalı motorlar gibi uzak kaynaklardan kaynaklanır. 

Bu malzemeler, rüzgar, yağmur, atmosferik sirkülasyonlar ve antropojenik ve hayvan faaliyetleri gibi çeşitli işlemlerle buzullara taşınır. Bu kriyokonit koyu renkli olduğu için Güneş'te ısınır ve buzu eriterek suyla dolu çöküntüler oluşturur. Bu delikler daha sonra daha fazla malzeme için tuzak haline gelir ve daha büyük kriyokonit koleksiyonlarının oluşmasına neden olur.

Cryoconite ayrıca algler, mantarlar, bakteriler ve diğer mikroplar gibi organik maddelerle doludur. Bunlar tortu üzerinde biriktikçe, büyüdükçe ve çoğaldıkça, kriyokonit kütlesinin önemli bir bölümünü oluşturmaya başlarlar. Organik madde ayrıca, mikropların tortuya ve birbirlerine yapışmasına ve topluluklar oluşturmasına yardımcı olan ve kriyokonit koleksiyonlarının daha da büyümesine yardımcı olan yapışkan biyofilmler üretir.

Ancak kriyokonit sadece kayalar, toz, kir ve mikroplardan ibaret değildir. Araştırmalar, ağır metaller, böcek ilaçları, mikroplastikler ve antibiyotikler dahil olmak üzere birçok farklı antropojenik kirletici madde ile dolu olduğunu göstermiştir. Daha doğal bileşenler gibi, bunlar da tortudaki toz ve minerallere bağlanan sulu çöküntüler ve yapışkan biyofilmler tarafından tutulur.

Geniş kapsamlı radyoaktif serpinti

Son yıllarda, kriyokonitin genellikle beklenmedik başka bir kirletici maddeyle - "serpinti radyonüklidleri" (FRN'ler) şeklindeki nükleer malzemeyle dolu olduğu netleşti. Testler, bu yapay radyonüklidlerin konsantrasyonlarının diğer karasal ortamlardaki konsantrasyonları büyük ölçüde aştığını buldu. Gerçekten de, bu çökeltilerden bazıları, nükleer yasaklama bölgeleri ve test alanlarının dışında şimdiye kadar bulunan en radyoaktif olanlardır.

Buzulların yüzeylerinin alışılmadık derecede yüksek seviyelerde radyoaktiviteye sahip olabileceği bir süredir bilinmektedir. Son yıllarda bilim adamları konuyu daha ayrıntılı olarak araştırıyorlar. Buna göre Durham Üniversitesi'nden buzulbilimci Caroline Clason, Birleşik Krallık'ta, kriyokonitte görülen radyoaktivite konsantrasyonu bazen "yeryüzünün farklı yerlerinde bulduğumuz tortular ve topraklar, likenler ve yosunlar gibi diğer çevresel matris türlerinde bulacağımızdan iki hatta üç kat daha yüksektir." dünya".

2017'de Clason ve meslektaşları, Kuzey Kutbu İsveç'teki Isfallsglaciären buzulundan gelen kriyokonitteki serpinti radyonüklid seviyelerinin, buzul çevresindeki vadide toplanan materyalden 100 kata kadar daha yüksek olduğunu keşfettiler (şekil 1). Radyoaktif izotop sezyum-137 konsantrasyonları (¹³⁷Cs) kilogram başına 4500 bekerel (Bq/kg) kadar yüksekti ve ortalama seviyeleri yaklaşık 3000 Bq/kg (TC 15 5151). Clason, "Buzul yüzeyindeki malzemenin ne kadar [radyoaktivite] biriktirmeyi başardığı oldukça inanılmaz" diyor. "Aynı konumdaki çevrenin geri kalanında gördüğümüzden çok daha fazlası."

2018'de bir Norveç buzulu üzerindeki kriyokonitin daha da radyoaktif olduğu bulundu (bilim Tot. ortam 814 152656). liderliğindeki bir ekip tarafından toplanan örnekler Polonya Bilimler Akademisi Nükleer Fizik Enstitüsü'nde yer bilimcisi olan Edyta Łokas, Blåisen buzulundaki 12 kriyokonit deliğinden konsantrasyonları ortaya çıkardı ¹³⁷25,000 Bq/kg kadar yüksek Cs, ortalama seviyesi yaklaşık 18,000 Bq/kg. Seviyeleri ¹³⁷Toprak ve tortulardaki Cs genellikle 0.5 ile 600 Bq/kg arasındadır (Sci. Cum. 7 9623).

Çernobil kirliliği

Yapay radyonüklidler ¹³⁷Cs ve sezyum-134 (¹³⁴Cs), uranyum-235'in nükleer güç reaktörlerinde ve bazı nükleer silahlarda parçalanmasıyla üretilen fisyon ürünleridir. Norveç ve İsveç buzullarındaki sezyum izotoplarının çoğu Çernobil nükleer kazasından kaynaklanır, ancak 20. yüzyılın ortalarında yapılan yüzlerce atmosferik nükleer testten de serpintiler vardır.

Nükleer enerji üretimi tarihinin en kötü felaketi olarak bilinen Çernobil olayı 26 Nisan 1986'da gerçekleşti. o zamanlar Sovyetler Birliği'nde bulunan Çernobil nükleer santralindeki Dört Numaralı reaktörün düşük güç testi sırasında. Test, reaktör binasını tahrip eden bir patlamaya ve yangına neden oldu ve katastrofik olay, plütonyum, iyot, stronsiyum ve sezyum izotopları da dahil olmak üzere önemli miktarda radyoaktif madde açığa çıkardı. Bunun çoğu, nükleer santralin yakın çevresine ve şu anda Ukrayna, Beyaz Rusya ve Rusya olarak bilinen geniş alanlara düştü, ancak atmosferik sirkülasyonun yanı sıra rüzgar ve fırtına modelleri de onu kuzey yarımkürenin büyük bir kısmına dağıttı.

Hava durumu modelleri, İskandinavya'daki Çernobil'den önemli miktarda radyoaktif serpinti attı. Norveç'in yaklaşık% 6'sını aldığı tahmin ediliyor. ¹³⁷Cs ve ¹³⁴Nükleer santralden salınan Cs. İzotoplar, güneydoğudan esen rüzgarla ülkeye taşınmış ve nükleer felaketi takip eden günlerde yağışlar sırasında depolanmıştır.

Çernobil'in gizli sıcak noktalarına göz atmak

Sezyum daha sonra ren geyiği ve koyun gibi otlayan hayvanlar tarafından yenen bitkiler, likenler ve mantarlar tarafından alındığında besin zincirine girdi. Felaketi takip eden yıllarda, Norveç ve İsveç'te ren geyiği ve koyunlarından elde edilen büyük miktarlarda et, süt ve peynir, yetkililer tarafından belirlenen limitleri büyük ölçüde aşan sezyum-izotop konsantrasyonlarına sahipti. Bu gıdalar hala düzenli olarak test edilmektedir.

Avusturya Alpleri'ndeki Çernobil'den de önemli serpintiler oldu ve felaketi takip eden günlerde bazı bölgelerde çok yüksek düzeyde kirlenmeye yol açan şiddetli yağışlar oldu. Kuzey Avusturya'daki Hallstätter ve Schladminger buzullarında 2009 yılında yapılan bir araştırma, ¹³⁷1700 Bq/kg ile 140,000 Bq/kg arasında değişen kriyokonitte Cs (J.Çev. rad. 100 590).

Rüzgar, yağmur, ateş ve daha fazlası

Kriyokonitin radyonüklidleri biriktirmesinin ve bu kadar radyoaktif hale gelmesinin birkaç nedeni var gibi görünüyor. Radyoaktif malzeme atmosfer boyunca rüzgarlar ve küresel sirkülasyon paternleri ile taşınır. Daha sonra, partikül maddeyi toplamada ve onu yere indirmede özellikle etkili olduğu bilinen yağışla atmosferden yıkanır. Ayrıca, buzulların bulunduğu dağ ve kutup bölgelerinde yağmur, kar yağışı ve sis seviyeleri yüksek olma eğilimindedir.

Orman yangınları ve toz fırtınaları gibi olaylardan kaynaklanan birçok kuru malzeme de buzul ortamlarına atılır. Bu toz, kurum ve benzeri malzeme atmosferik sirkülasyon yoluyla hareket eder, ancak bunu yaparken, çok ağırlaşıp yere düşene kadar radyonüklidler gibi kirleticiler de dahil olmak üzere atmosferdeki diğer malzemeleri birbirine bağlamaya ve süpürmeye başlar.

Radyonüklitler ve diğer kirleticiler buzul ortamına girdikten sonra, hidrolojik süreçlerle yer değiştirirler. Yılın daha sıcak kısımlarında, bir buzul havzasındaki kar yığını ve buz, buzulun kendi bölümleriyle birlikte erir. Bu eriyik su, karda ve buzda depolanan radyonüklidler gibi kirletici maddeleri alarak buzulun üzerine ve üzerinden akar. Su, buzul boyunca kanallardan ve deliklerden akarken, radyonüklidler, metaller ve diğer antropojenik parçacıklar gibi elementleri bağladığı bilinen siltler ve kil gibi malzemelerle dolu olan bu çöküntülerde oturan kriyokonit tarafından filtrelenir (Şekil 2). .

Organik çöpçüler

Kriyokonitin biyolojik bileşeni, radyonüklidleri toplama ve biriktirme yeteneğini de geliştiriyor gibi görünmektedir. Gerçekten de Łokas, algler, mantarlar ve bakteriler gibi yüksek oranda organik madde içeren kriyokonit için radyonüklid konsantrasyonunun çok daha yüksek olduğunu açıklıyor.

Norveç'teki Blåisen buzulundaki özellikle yüksek düzeyde radyoaktiviteye sahip olan kriyokonit de yüksek bir organik içeriğe sahipti. Diğer buzullarla ilgili araştırmalar, %5 ila %15 arasında biyolojik malzeme olan kriyokonit bulmuşken, Blåisen'den gelen çökeltiler yaklaşık %30 organik maddeydi. Araştırmacılar, bunun yüksek radyonüklid konsantrasyonlarının nedeninin bir parçası olabileceğini söylüyor.

Łokas, kriyokonitin radyonüklidleri tutma ve konsantre etme yeteneğinin "mikroorganizmalar tarafından atılan hücre dışı maddelerin metal bağlama özellikleriyle ilgili" göründüğünü söylüyor. Bu yapışkan biyofilmler, mikroorganizmaların hücrelerine girmelerini önlemek için metalleri ve toksik olabilecek diğer malzemeleri hareketsiz hale getiriyor.

Organik madde ve serpinti radyonüklitleri arasındaki bu bağlantı başka yerlerde de görüldü. Owens, Kanada, British Columbia'daki Castle Creek buzulundan kriyokonit örneklerini analiz ettiğinde, örneklerdeki radyonüklid konsantrasyonu ile organik madde yüzdesi arasında önemli bir pozitif ilişki buldu (Sci. Cum. 9 12531). Daha fazla biyolojik materyal, daha fazla radyoaktif materyal demektir.

Fukuşima'dan on yıl sonra: Yeni yakıtlar nükleer enerjiyi daha güvenli hale getirebilir mi?

Owens serpinti radyonüklidlerinin her yerde olduğunu açıklıyor. Buzullarda olan şey, "buzul yüzeyindeki bu gerçekten küçük yerlere odaklanmaları" olduğunu söylüyor. Hem tortuyu oluşturan maddelerin hem de içinde yaşayan mikroorganizmaların salgıladığı hücre dışı maddelerin kirleticileri bağlamasının yolları vardır. Tüm bunlar, kriyokoniti oldukça verimli bir süpürücü madde yapar ve zamanla tüm buzul havzasına düşen radyonüklidler içinde yoğunlaşır.

Değişen kaynaklar ve konsantrasyonlar

En konsantre olma eğiliminde olmasına rağmen, ¹³⁷Kriyokonitte bulunan tek radyonüklid Cs değildir. Americium-241 gibi diğer radyoaktif maddelerin yüksek konsantrasyonları (²⁴¹Am), bizmut-207 (²⁰⁷Bi) ve plütonyum (Pu) izotopları da tespit edilmiştir. Bunlar, atmosferik nükleer silah testlerinden kaynaklanan küresel radyonüklid serpintileriyle bağlantılıdır. nükleer enerji felaketlerinden ziyade.

Bu girdi karışımı, küresel atmosferik sirkülasyon ve hava durumu modelleri ile birlikte, buzullardaki radyoizotop kaynaklarının ve konsantrasyonlarının gezegen boyunca değiştiği anlamına gelir. Örneğin Owens, Kanada'daki kriyokonitlerdeki radyonüklid seviyelerinin yüksek olmasına rağmen, Çernobil'den çok uzakta olduğu için bunların çoğunlukla nükleer bomba testlerinden kaynaklandığını söylüyor.

Łokas şu anda Kuzey Kutbu, İzlanda, Avrupa Alpleri, Güney Amerika, Kafkas Dağları, Britanya Kolombiyası ve Antarktika da dahil olmak üzere dünyanın çeşitli yerlerindeki kriyokonitlerdeki radyoaktivitenin ayrıntılarını analiz ediyor. Owens ve Clason da dahil olmak üzere birçok ülkeden buzulbilimciler bu çalışma için bağışta bulundular, örnekler topladılar ve test ettiler.

Testler bunu buldu rŁokas, şimdiye kadar bulunan en düşük seviyelerin İzlanda ve Grönland'daki buzullarda olduğunu söylüyor. Łokas, bu bölgelerde Çernobil'den herhangi bir sinyal tespit edilmediğini, yalnızca silah testlerinden kaynaklanan küresel serpinti olduğunu ekliyor.

Çalışma ayrıca bazı ilginç radyonüklid sinyalleri de belirledi. daha yüksek oranlar var ²³⁸pu, ²³⁹pu ve ²⁴⁰Łokas, güney yarımküreden kuzey yarımküreye göre kriyokonitlerde Pu olduğunu söylüyor. Bunun nedeni, SNAP-9A radyotermal jeneratörü taşıyan bir uydunun 1964 yılında arızalanmasıdır. Uydu parçalandı ve yaklaşık bir kilogram ²³⁸Pu, özellikle güney yarımkürede atmosfere karışır.

Ayrıca bir yükseliş var ²³⁸Şili Patagonyası'ndaki Exploradores buzulunun örneklerinden elde edilen Pu izotopları. Łokas, bunun muhtemelen 1996'da Güney Amerika üzerinde atmosferde patlayan başarısız Rus Mars sondasıyla bağlantılı olduğunu söylüyor. Yaklaşık 200 gr taşıyordu. ²³⁸Pu peletleri ve kesin akıbetleri bilinmemekle birlikte Şili ve Bolivya üzerinde bir yere düştükleri düşünülüyor.

Endişe nedeni?

henüz belli değil hBuzullar üzerindeki bu radyoaktif madde konsantrasyonu hakkında endişelenmemiz gerektiğinden ne kadar endişeliyiz. Clason, bunun büyük ölçekte çevresel bir risk oluşturup oluşturmadığına veya buzullarda yerel bir sorun olup olmadığına dair kesinlik olmadığını söylüyor. “Kesinlikle gidip buz yüzeyindeki malzemeyi yemek istemem; diğer çevresel tortulara kıyasla gerçekten oldukça radyoaktif” diye ekliyor. "Ancak buzul havzasının dışına çıktığınızda bunun ne ölçüde sorun teşkil ettiğini bilmiyoruz."

Tortu buzulun üzerine oturduğunda, ekosistem ve insan sağlığı için bir sorun olması pek olası değildir. Ancak buzullar eriyip geri çekildikçe, buzda depolanan bu eski malzemenin giderek daha fazlası salınır.

Endişelenmek için sebepler var. Radyoaktif maddelerin sağlık üzerinde iyi belgelenmiş olumsuz etkileri vardır. Buzullar aynı zamanda çok miktarda tatlı su depolar ve dünya çapında milyarlarca insan eriyik suyu tarım ve içme suyu için kullanır. İklim ısındıkça, buzullar da geri çekiliyor ve bu da potansiyel olarak yüksek konsantrasyonlarda depolanmış kirleticileri ve tortuları serbest bırakabilir.

"Tüm buzul erimesiyle, bu kriyokonit malzeme buzul eriyik suyuyla çok daha fazla temas ediyor. Owens, artık açığa çıkmaya başladı ve aşağı havzadaki ekosisteme iletilebilir,” diye açıklıyor. Tortu buzulun üzerine oturduğunda, bunun ekosistem ve insan sağlığı için bir sorun olmasının pek mümkün olmadığını söylüyor. Ancak buzullar eriyip geri çekildikçe, buzda depolanan bu eski malzemenin giderek daha fazlası salınır.

Clason, bir buzul sisteminde ne kadar radyoaktivite olabileceğinin de tam olarak net olmadığını ekliyor. Clason, "Radyonüklidlerin doğrudan atmosferik birikimine ek olarak, kriyokonitte gördüğümüz radyoaktivitenin çoğu muhtemelen yıllar önce biriken eski kar ve buzdan eritiliyor" diye açıklıyor. "Buzun kendisi, iyi anlaşılmayan bir radyoaktivite envanterine sahip."

Çernobil'in gizli mirası

Owens, nehirlere aktıktan sonra radyoaktif maddenin seyrelme olasılığının yüksek olduğunu söylüyor, "ama bilmiyoruz" diye uyarıyor. Clason aynı fikirde. “Numune aldığımız yerde konsantrasyonlar yüksek olsa da, genel olarak, tüm bu malzeme yıkandığında veya buzul eriyip onu ortamda biriktirdiğinde, konsantrasyonları aşmayacak kadar seyreltilebilir. aksi halde çevrede görmek ”diyor. "Öyleyse bundan sonra bulmamız gereken şey bu."

Clason gelecekte, yüksek çözünürlüklü insansız hava aracı görüntüleri gibi teknikler kullanarak buzul yüzeylerdeki kriyokonit miktarının daha ayrıntılı analizini yapmayı umuyor. Bu, araştırmacıların bir buzulda ne kadar radyoaktivite olabileceğini tahmin etmelerini sağlayacaktır. Yüzeydeki kriyokoniti bu şekilde haritalamak ve ardından bilgileri buzul erime modelleriyle birleştirmek, içerdikleri tortuların ve kirleticilerin gelecekte nasıl salınabileceğini anlamamıza yardımcı olabilir.

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoAiStream. Web3 Veri Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• Adryenn Ashley ile Geleceği Basmak. Buradan Erişin.
• PREIPO® ile PRE-IPO Şirketlerinde Hisse Al ve Sat. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://physicsworld.com/a/trapped-in-ice-the-surprisingly-high-levels-of-artificial-radioactive-isotopes-found-in-glaciers/