Radioactieve neerslag in de Mariana-loopgraaf

Krabben van de bodem van de diepzee stammen hebben de kernwapenproeven van C-14 verrijkt

Explosie van een nucleaire bom in de Amerikaanse kernwapenproef Castle Bravo 1954 in Bikini Atoll. De neerslag van deze tests is verrassend snel doorgedrongen in de diepste diepzeegoten. © US Department of Energy
voorlezen

Verbazingwekkend snel: de gevolgen van de kernwapenproeven hebben de diepste diepzeegoten al bereikt - sneller dan eerder werd gedacht. Omdat normaal het transport van water van de oppervlakte naar de diepzee eeuwen duurt. Maar krabben in de Mariana-loopgraaf en andere diepzeegoten hebben de radioactieve C14-bomproeven al verrijkt, zo blijkt uit analyses. Dit werpt ook nieuw licht op de voedselstrategieën van deze diepzeebewoners.

Tussen 1945 en het midden van de jaren 1960 voerden de Verenigde Staten, de Sovjetunie en verschillende andere landen talloze kernwapenproeven uit in de Stille Oceaan. De explosies lieten radioactieve neerslag achter op eilanden zoals het Bikini-atol, maar ook in de atmosfeer van de aarde. Zelfs vandaag bevat de stratosfeer tot 100.000 keer meer radioactief plutonium en cesium dan op grondniveau, zoals recente metingen laten zien.

De atoombomexplosies verhoogden ook de inhoud van de radioactieve koolstofisotoop C-14 in de atmosfeer van de aarde. Deze C-14 piek piekte in het midden van de jaren zestig en daalt sindsdien langzaam. Maar zelfs 30 jaar na het einde van de kernwapentests was de C-14-fractie in de atmosfeer nog 20 procent hoger dan vóór de kerntest. Tegenwoordig helpt deze C-14-curve om objecten in volgorde te plaatsen met behulp van koolstofdatering.

Diepzee - grotendeels geïsoleerd van het oppervlak?

Maar zelfs als de gevolgen van nucleaire tests op de hele aarde zijn sporen hebben nagelaten, was een gebied tot nu toe grotendeels onaangeroerd: de extreme diepe zee. Volgens populaire wijsheid hebben het water en het leven van diepzeegoten zoals de Mariana-loopgraaf slechts een beperkte interactie met het zeeoppervlak. Voor de meeste stoffen duurt het eeuwen voordat ze die diepten van meer dan 6000 meter bereiken.

Deze langzame uitwisseling is echter duidelijk niet op alle stoffen van toepassing. Al in 2017 ontdekten onderzoekers in de vlooienkrabben van de Mariana-driehoek ongewoon hoge niveaus van milieutoxines zoals PCB's en polybroomdifenylethers (PBDE). Deze gifstoffen leken diep te liggen met dode overblijfselen van plankton en andere organismen in de bovenste laag. tonen

Bom C-14 in spierweefsel

Het blijkt dat deze versnelde 'lift' in de diepte uiteraard ook van toepassing is op de radioactieve neerslag van kernwapenproeven. Voor hun studie hadden Ning Wang van het Guanzhou Instituut voor Geochemie in China en zijn collega's de C-14-niveaus van de Mariana-loopgraaf en twee andere diepzeegoten in de westelijke Stille Oceaan geanalyseerd. Ter vergelijking onderzochten de onderzoekers ook sediment uit de bodem van diepzeebedden en watermonsters.

De diepzeehaas Hirondellea gigas leeft onder andere op de bodem van de Mariana Trench. Daiju Azuma CC-by-sa 2.5

Het verrassende resultaat: in het lichaamsweefsel van de vlooienkrabben was de C-14-Werte merkbaar toegenomen. Met 10 tot 65 per duizend kwamen de C-14-niveaus in de spieren van de krabben overeen met die aan het zeeoppervlak. "Dit suggereert dat C-14 aanwezig is in de kernproeven, " zeiden de onderzoekers. Ook vertoonde het verse voedsel in het spijsverteringskanaal van de kankers iets verhoogde C-14-niveaus, hoewel deze ook aanzienlijk lager waren dan die van het spierweefsel, zoals de wetenschappers melden.

Dat betekent: in tegenstelling tot de verwachtingen is de neerslag van kernwapenproeven al lang geleden in de diepzee aangekomen. "De C-14-metingen van vlooienkrabben in diep water tonen duidelijk een bomhandtekening in de diepe loopgraven van de oceaan", zeggen Wang en zijn team.

Hoe komt de fallout in de krabben terecht?

Interessant echter: in het diepe water en in het sediment van de diepzeeboomstammen werden de C-14-waarden niet verhoogd, zoals de analyses toonden. Maar dit is te verwachten, omdat men denkt dat de diepzeekrabben zich voeden met organisch materiaal en aas dat ze op de zeebodem vinden - en dat na verloop van tijd van hogere waterlagen tot zinkt in de loopgraven.

Maar de afwijkende C-14-waarden pleiten voor een andere strategie: blijkbaar plukken de vlooienkrabben in de Mariana-loopgraaf en andere diepzeetrollen opzettelijk de voedselbrokken, die als het ware tijdens snelle doorvoer van het oppervlak vallen. Deze lijken selectief te vissen en uit het water te eten. "De gegevens suggereren selectief zaaien van vers, post-bom-test organisch materiaal van het wateroppervlak, " verklaren de onderzoekers.

Voedselketen als "express lift" in de diepte

Het werpt ook nieuw licht op de uitwisseling van oppervlakte naar diep water: "Hoewel de oceaancirculatie honderden jaren nodig heeft om water met bomafval naar de diepste diepzeegoten te brengen, kan de voedselketen dit veel sneller doen", zegt Wang. Dalende overblijfselen van organismen nemen blijkbaar de expreslift de diepte in - en daarmee ook milieu-toxines en radioactieve neerslag.

"Het nieuwe is niet alleen dat koolstof uit het oceaanoppervlak in relatief korte tijd de diepe oceaan kan bereiken, maar ook dat de" jonge "koolstof uit het oppervlak het leven in de diepe geulen voedt, " zegt ze Studie betrokken Rose Cory van de Universiteit van Michigan. Volgens studie-auteurs betekent dit ook dat menselijke activiteiten zelfs biosystemen tot bijna 11.000 meter kunnen beïnvloeden. "We moeten goed nadenken over ons toekomstige gedrag", aldus de onderzoekers. (Geophysical Research Letters, 2019; doi: 10.1029 / 2018GL081514)

Bron: American Geophysical Union

- Nadja Podbregar