Partikler af radioaktivt plutonium fra nukleare forsøg har forblevet høje i stratosfæren i mere end 50 år, og vulkanudbrud som Islands Eyjafjallajökull i 2010 kan bringe disse partikler i den lavere atmosfære, rapporterer forskere 7. januar i Nature Communications . De advarer dog om, at koncentrationerne af partikler i den nedre atmosfære er små og ikke truer menneskers sundhed.
Relateret indhold
- Hvordan fysik kørte designet af atombomberne droppede over Japan
Mellem 1945 og 1998 testede nationer over hele verden atomvåben under jorden, under vand og højt i atmosfæren. De atmosfæriske test, der blev udført i 1950'erne, 1960'erne og 1970'erne - sammen med udbrændingen af en plutoniumdrevet SNAP-9A-satellit i 1964 - skabte radioaktivt affald, der blev bundet til partikler i luften, kaldet aerosoler. I troposfæren - den laveste del af atmosfæren, der strækker sig fra jorden til ca. 17 til 20 kilometer op - skyllede disse partikler ud inden for uger til måneder. Men en kombination af faktorer, såsom den barrierelignende tropopause, holder partiklerne i stratosfæren (det næste lag op, strækker sig til ca. 50 kilometer) i længere tid. Men hvor længe?
Undersøgelser foretaget i 1960'erne og 1970'erne, hvor aerosoler blev udtaget med fly og balloner, viste, at de fleste radioaktive partikler holdt sig i stratosfæren i cirka et til fire år. Større partikler, dem i området fra 1 til 10 mikrometer, satte sig endnu hurtigere ned, varer kun uger til måneder i stratosfæren. (Partiklerne forsvandt ikke bare; de rykkede ned i troposfæren under afbrydelser i tropopausen, der tillader blanding mellem troposfæren og stratosfæren, begivenheder, der ofte forekommer i foråret.) Fordi nukleare test blev udført for længe siden, var alle disse radioaktive stratosfæriske partikler skulle for det meste være væk, havde forskere konkluderet.
Udbruddet af Eyjafjallajökull i 2010 startede forskere til at tro, at disse konklusioner kunne være forkerte. Da vulkanen brød ud, begyndte forskere i Schweiz at tage aerosolprøver fra troposfæren, og de fandt forhøjede koncentrationer af radioaktive partikler. Niveauer af plutonium og cæsium (et andet biprodukt fra nukleare test) var op til tre størrelsesordener højere end niveauer, der findes i aerosoler på jordniveau. Disse målinger var i modstrid med de tidligere aerosolundersøgelser, som havde fundet lave niveauer i hele troposfæren; noget var ved.
José Corcho Alvarado fra Lausanne Universitetshospital og kolleger indsamlede aerosoldata, der var blevet indsamlet af militære fly over Schweiz i de fleste år fra 1970'erne indtil 2004 sammen med lignende data indsamlet som askeskummen fra Eyjafjallajökull rejste over landet i 2010. De derefter brugte disse data til at skabe en model for distribution af radioaktive partikler i atmosfæren over Schweiz fra 1970 til nutiden.
Størstedelen af plutoniumet i stratosfæren, beregnet på grundlag af koncentrationer og nedbrydningshastigheder, skal have været deponeret der mellem 1964 og 1982. Det stemmer overens med antagelsen om, at nukleare forsøg og satellitnedbrydning er de største kilder til radioaktive partikler i atmosfæren . Plutonium forbliver i stratosfæren i gennemsnit 2, 5 til 5 år, afslørede deres model, men en lille mængde forbliver i cirkulation i stratosfæren.
”Vores resultater viser, at betydelige fraktioner af radioaktive aerosoler ... forbliver i stratosfæren i tidsskalaer i størrelsesordenen adskillige årtier, ” skriver forskerne.
Hvad angår, hvordan det radioaktive plutonium sandsynligvis ender i vulkanens askeskum, her er hvad forskerne foreslår: Udbruddet fik tusinder af tons smeltet sten i kontakt med is. Denne interaktion skabte en enorm eksplosion, der kastede damp og partikler i luften og skubbede finkornet aske og gasser såsom svovldioxid ind i de lavere regioner i stratosfæren. Aske- og svovlpartiklerne hentede plutonium og cæsium fra stratosfæren og bragte de radioaktive elementer ned i troposfæren.
”Det stærke vulkanudbrud i Eyjafjallajökull-vulkanen har omdistribueret menneskeskabte radionuklider [radioaktive partikler fra menneskelige aktiviteter] i den lavere atmosfære, ” skriver forskerne.
Det er ikke nok radioaktivitet, at folk skal bekymre sig om - nogen, der er født efter testen blev udført, får ikke kræft fra plutoniumpartikler i stratosfæren. Men det kan være nok til at hjælpe forskere, der studerer bevægelsen af partikler gennem atmosfæren, fordi de radioaktive partikler fungerer som markører for, hvordan luft cirkulerer.
