Polscy naukowcy odkrywają na lodowcach radioaktywny pluton

Lodowce górskie nie tylko wzbogacają majestatyczny górski krajobraz czy służą narciarzom jako stok, ale są także istotnym źródłem rzek na świecie, jak np. Ren czy Rodan. Rzeki w reżimie (ustroju) lodowcowym charakteryzują się występowaniem największych przepływów latem, w okresie topnienia lodowców. Ich topnienie związane ze zmieniającym się klimatem grozi nie tylko wzrostem poziomu wód morskich na świecie, zmniejszeniem zasobów słodkiej wody czy zakłóceniem elektrowni wodnych. Może doprowadzić do zanieczyszczenia środowiska radioaktywnymi pierwiastkami gromadzącymi się na lodowcach, co opisali w najnowszej publikacji naukowcy z Instytutu Fizyki Jądrowej Polskiej Akademii Nauk.

Radioaktywne pierwiastki są obecne w środowisku zarówno wskutek naturalnych procesów, jak i działalności człowieka. Sztuczne radionuklidy, takie jak pluton, trafiły do środowiska głównie podczas prób jądrowych, awarii reaktorów oraz w wyniku wypadków satelitów i sond kosmicznych zawierających radioaktywne źródła energii. Rozprzestrzeniają się one głównie przez atmosferę. Kumulują się w różnych ekosystemach, m.in. na lodowcach, gdzie gromadzą się w postaci ciemnych osadów zwanych kriokonitami.

Typowy dołek kriokonitowy ma nie więcej niż kilkadziesiąt centymetrów średnicy i głębokości. Na jego dnie zalega osad, który jest wynikiem nagromadzenia materii organicznej i zanieczyszczeń: radionuklidów, metali ciężkich, pestycydów, mikroplastiku bądź antybiotyków. Osad ten stanowi potencjalne zagrożenie dla lokalnych ekosystemów, jak przekazał w komunikacie instytut.

Przeanalizowane próbki kriokonitu pochodziły z 49 lodowców w dziewięciu regionach świata, w tym z Arktyki, Alp, Himalajów i Antarktydy. Materiał był zbierany przez międzynarodowy zespół badawczy w latach 2000-2020, a prace sfinansowano z projektu Narodowego Centrum Nauki. – Są to pierwsze na tak szeroką skalę analizy zawartości plutonu w próbkach kriokonitu – podkreśla cytowana w komunikacie dr hab. inż. Edyta Łokas, inicjatorka i koordynatorka badań oraz główna autorka publikacji w czasopiśmie "Science of the Total Environment".

Najnowsze badania, przeprowadzone w Instytucie Fizyki Jądrowej Polskiej Akademii Nauk (IFJ PAN) w Krakowie z użyciem nowatorskich metod spektrometrii masowej, pozwoliły stworzyć bazę danych dla izotopów plutonu 238, 239, 240Pu w lodowcach półkuli północnej i południowej. Stężenia aktywności plutonu 239+240Pu okazały się być znacznie wyższe na półkuli północnej niż na półkuli południowej. To odzwierciedla nierównomierne osadzanie plutonu pochodzącego z testów broni jądrowej. Najwyższe stężenia występują w Skandynawii i Alpach. W przypadku plutonu 238Pu nie stwierdzono istotnych różnic między półkulami.

Po raz pierwszy zaobserwowano niespotykane w literaturze stosunki izotopów 238Pu/239+240Pu w kriokonitach lodowca Exploradores w Patagonii. Badacze sugerują, że może być to związane z upadkiem rosyjskiej sondy kosmicznej Mars-96. W 1996 r. zatonęła ona u wybrzeży Chile. Zawierała generator z plutonem 238Pu, co może tłumaczyć jego obecność na pobliskim lodowcu. Dodatkowo stosunki masowe izotopów 240Pu/239Pu wskazują, że głównym źródłem plutonu były testy jądrowe w obrębie Polinezji Francuskiej.

- Obserwowane przez nas stężenia aktywności plutonu w kriokonicie są - szczególnie na półkuli północnej - rzędy wielkości wyższe niż w innych matrycach środowiskowych stosowanych do monitorowania środowiska, takich jak porosty, mchy, gleby i osady. Jednocześnie nasze odkrycia podkreślają znaczenie kriokonitu w akumulacji zanieczyszczeń radioaktywnych, które potencjalnie mogą stanowić zagrożenie dla otaczającej fauny i flory, a jednocześnie pozwalają śledzić rozprzestrzenianie się tych zanieczyszczeń - mówi dr Łokas.

Jak przekazał IFJ PAN, badania będą kontynuowane. Kolejne będą realizowane we współpracy z Akademią Górniczo-Hutniczą w Krakowie. Naukowcy zbadają czapę lodową Jostedalsbreen w Norwegii.

Źródło: Instytut Fizyki Jądrowej Polskiej Akademii Nauk
Publikacja: E. Łokas et al., "Isotopic signature of plutonium accumulated in cryoconite on glaciers worldwide", Science of The Total Environment, 951 (2024) 175356; DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.175356

***

Bądź na bieżąco i zostań jednym z 88 tys. obserwujących nasz fanpage - polub Geekweek na Facebooku i komentuj tam nasze artykuły!