Вчені IFJ PAN виявили значні відмінності в накопиченні ізотопів плутонію між півкулями, з унікальними аномаліями, пов’язаними з такими подіями, як падіння зонда Mars-96. Їхнє масштабне дослідження кріоконіту на льодовиках показало ключову роль цього осаду у концентруванні радіоактивних забруднень, що викликає екологічні занепокоєння та вимагає подальших досліджень.
Останні дослідження вчених з Інституту ядерної фізики Польської академії наук (IFJ PAN) надали нові уявлення про накопичення ізотопів плутонію на льодовиках Південної півкулі. Аналізуючи кріоконіт — осад, що утворюється та накопичується на льодовиках, дослідники не лише виявили значні відмінності у концентрації ізотопів між півкулями, але й зафіксували безпрецедентні аномалії. Ці аномалії можуть бути пов’язані з інцидентами, такими як падіння космічного апарата Mars-96.
Джерела та вплив радіоактивних забруднень
Радіоактивні елементи потрапляють у навколишнє середовище як внаслідок природних процесів, так і через діяльність людини. Штучні радіонукліди, такі як плутоній, викидаються в довкілля переважно через ядерні випробування, аварії на реакторах або збої супутників та космічних зондів, що містять радіоактивні джерела енергії.
Ці речовини, поширюючись переважно через атмосферу, накопичуються в різних екосистемах, зокрема на льодовиках, у вигляді темного осаду, відомого як кріоконіт. Його склад містить органічні матеріали та забруднювачі: радіонукліди, важкі метали, пестициди, мікропластик та антибіотики, що можуть становити загрозу місцевим екосистемам.
Основні результати: відмінності між півкулями та ізотопні аномалії
Дослідження IFJ PAN дозволило створити базу даних ізотопів плутонію (²³⁸Pu, ²³⁹Pu, ²⁴⁰Pu) для льодовиків Північної та Південної півкуль. Зразки кріоконіту були взяті з 49 льодовиків у дев’яти регіонах світу, включаючи Арктику, Альпи, Гімалаї та Антарктиду. Матеріал збирався міжнародною командою науковців у період з 2000 по 2020 рік.
Концентрація активності ²³⁹+²⁴⁰Pu виявилася значно вищою у Північній півкулі, що відображає нерівномірне осідання плутонію після ядерних випробувань. Найвищі концентрації спостерігалися у Скандинавії та Альпах. Водночас значних відмінностей між півкулями у випадку ²³⁸Pu не виявлено.
Безпрецедентні ізотопні співвідношення ²³⁸Pu/²³⁹+²⁴⁰Pu вперше були зафіксовані у кріоконіті льодовика Експлораторес у Патагонії. Дослідники припускають, що надлишок ²³⁸Pu може бути пов’язаний із падінням радянського космічного зонда Mars-96, який затонув в океані біля узбережжя Чилі у 1996 році. Апарат містив генератор із ²³⁸Pu, що може пояснити підвищені концентрації цього ізотопу на сусідньому льодовику.
Крім того, у зразках кріоконіту з південноамериканських льодовиків виявлено співвідношення ²⁴⁰Pu/²³⁹Pu, яке суттєво відрізняється від загальноприйнятих значень, що може свідчити про вплив ядерних випробувань на низьких висотах у Французькій Полінезії.
Висновки та подальші дослідження
Отримані результати підтверджують, що концентрація плутонію у кріоконіті, особливо у Північній півкулі, у десятки разів перевищує рівень у мохах, лишайниках, ґрунті та донних відкладах, які традиційно використовуються для моніторингу радіоактивного забруднення.
«Наші відкриття підкреслюють важливу роль кріоконіту у накопиченні радіоактивних забруднень, які можуть становити потенційну загрозу навколишній флорі та фауні. Водночас вони можуть допомогти нам простежити шляхи поширення цих забруднень», — зазначає доктор Едита Локас (IFJ PAN).
Науковці IFJ PAN продовжують свої дослідження. Наступні експедиції, проведені у співпраці з Університетом науки і технологій AGH у Кракові, відбулися на льодовику Йостедалсбрін у Норвегії у серпні 2024 року. Їхня мета — краще зрозуміти процеси накопичення забруднень у льодовиках та визначити їхні джерела.
