• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Naturen
    Radioaktivt kol från kärnvapenbombtest som hittats i djuphavsgravar

    Det 37 kiloton stora kärnvapenprovet "Priscilla", detonerade vid testplatsen i Nevada 1957. Kredit:US Department of Energy

    Radioaktivt kol släpps ut i atmosfären från 20 th -talsatombombtest har nått de djupaste delarna av havet, nya forskningsrön.

    En ny studie i AGU:s tidskrift Geofysiska forskningsbrev hittar de första bevisen på radioaktivt kol från kärnvapenbombtester i muskelvävnader hos kräftdjur som lever i jordens havsgravar, inklusive Marianergraven, hem till den djupaste platsen i havet.

    Organismer vid havsytan har införlivat detta "bombkol" i molekylerna som utgör deras kroppar sedan slutet av 1950-talet. Den nya studien visar att kräftdjur i djuphavsgravar livnär sig på organiskt material från dessa organismer när det faller till havsbotten. Resultaten visar att mänsklig förorening snabbt kan komma in i näringsväven och ta sig till djuphavet, enligt studiens författare.

    "Även om oceancirkulationen tar hundratals år att föra vatten som innehåller bomb [kol] till det djupaste diket, näringskedjan uppnår detta mycket snabbare, sa Ning Wang, en geokemist vid Chinese Academy of Sciences i Guangzhou, Kina, och huvudförfattare till den nya studien.

    "Det finns en mycket stark interaktion mellan ytan och botten, när det gäller biologiska system, och mänskliga aktiviteter kan påverka biosystemen ända ner till 11, 000 meter, så vi måste vara försiktiga med våra framtida beteenden, "sade Weidong Sun, en geokemist vid den kinesiska vetenskapsakademin i Qingdao, Kina, och medförfattare till den nya studien. "Det förväntas inte, men det är förståeligt, eftersom det kontrolleras av näringskedjan."

    Resultaten hjälper också forskare att bättre förstå hur varelser har anpassat sig till att leva i den näringsfattiga miljön i djuphavet, enligt författarna. Kräftdjuren de studerade lever oväntat länge genom att ha extremt långsam metabolism, som författarna misstänker kan vara en anpassning till att leva i denna fattiga och hårda miljö.

    Skapar radioaktiva partiklar

    Kol-14 är radioaktivt kol som skapas naturligt när kosmiska strålar interagerar med kväve i atmosfären. Kol-14 är mycket mindre förekommande än icke-radioaktivt kol, men forskare kan upptäcka det i nästan alla levande organismer och använda det för att bestämma åldern på arkeologiska och geologiska prover.

    Termonukleära vapentester som genomfördes under 1950- och 1960-talen fördubblade mängden kol-14 i atmosfären när neutroner som frigjordes från bomberna reagerade med kväve i luften. Nivåerna av detta "bombkol" nådde en topp i mitten av 1960-talet och sjönk sedan när atmosfäriska kärnvapenprover upphörde. På 1990-talet, Kol-14-nivåerna i atmosfären hade sjunkit till cirka 20 procent över sina nivåer före testet.

    Detta bombkol föll snabbt ut ur atmosfären och blandades in i havsytan. Marina organismer som har levt under decennierna sedan denna tid har använt bombkol för att bygga molekyler i sina celler, och forskare har sett förhöjda nivåer av kol-14 i marina organismer sedan kort efter att bombtesterna började.

    Hirondellea gigas, en typ av amfipod som lever i Marianergraven. Kredit:Daiju Azuma, CC BY 2.5

    Livet på havets botten

    De djupaste delarna av havet är hadalgravarna, de områden där havsbotten är mer än 6 kilometer (4 miles) under ytan. Dessa områden bildas när en tektonisk platta subducerar under en annan. Varelser som bebor dessa skyttegravar har varit tvungna att anpassa sig till det intensiva trycket, extremt kallt, och brist på ljus och näringsämnen.

    I den nya studien, forskare ville använda bombkol som spårämne för organiskt material i hadalgravar för att bättre förstå organismerna som lever där. Wang och hennes kollegor analyserade amfipoder som samlades in 2017 från Mariana, Mussau, och New Britain Trenches i det tropiska västra Stilla havet, så långt ner som 11 kilometer (7 miles) under ytan. Amfipoder är en typ av små kräftdjur som lever i havet och får mat från att rensa döda organismer eller konsumera marint skräp.

    Förvånande, forskarna fann att kol-14-nivåerna i amfipodernas muskelvävnader var mycket högre än nivåerna av kol-14 i organiskt material som finns i djuphavsvatten. De analyserade sedan amfipodernas tarminnehåll och fann att dessa nivåer matchade uppskattade kol-14-nivåer från prover av organiskt material som tagits från Stilla havets yta. Detta tyder på att amfipoderna selektivt livnär sig på detritus från havsytan som faller till havsbotten.

    Anpassning till djuphavsmiljön

    De nya rönen gör det möjligt för forskare att bättre förstå livslängden hos organismer som lever i hadalgravar och hur de har anpassat sig till denna unika miljö.

    Intressant, forskarna fann att amfipoderna som lever i dessa diken växer sig större och lever längre än sina motsvarigheter i grundare vatten. Amfipoder som lever i grunt vatten lever vanligtvis i mindre än två år och växer till en genomsnittlig längd på 20 millimeter (0,8 tum). Men forskarna hittade amfipoder i de djupa diken som var mer än 10 år gamla och hade vuxit till 91 millimeter (3,6 tum) långa.

    Studieförfattarna misstänker att amfipodernas stora storlek och långa livslängd sannolikt är biprodukterna av deras utveckling till att leva i en miljö med låga temperaturer, högt tryck och begränsad mattillgång. De misstänker att djuren har långsam metabolism och låg cellomsättning, vilket gör att de kan lagra energi under långa perioder. Den långa livstiden tyder också på att föroreningar kan bioackumuleras i dessa ovanliga organismer.

    "Förutom det faktum att materialet mestadels kommer från ytan, den åldersrelaterade bioackumuleringen ökar också dessa föroreningskoncentrationer, föra mer hot mot dessa mest avlägsna ekosystem, " sa Wang.

    Den nya studien visar att djuphavsgravar inte är isolerade från mänskliga aktiviteter, Rose Cory, en docent i jord- och miljövetenskap vid University of Michigan som inte var involverad i den nya forskningen, sa i ett mejl. Forskningen visar att genom att använda "bomb" kol, forskare kan upptäcka fingeravtrycket av mänsklig aktivitet på de mest avlägsna, havets djupaste djup, tillade hon.

    Författarna använder också "bomb" kol för att visa att den huvudsakliga matkällan för dessa organismer är kol som produceras i ytan, snarare än fler lokala källor till kol som deponeras från närliggande sediment, sa Cory. Den nya studien tyder också på att amfipoderna i de djupa dikena har anpassat sig till de svåra förhållandena i djupa diken, tillade hon.

    "Det som verkligen är nytt här är inte bara att kol från ythavet kan nå djuphavet på relativt korta tidsskalor, men att det "unga" kolet som produceras i havsytan är bränsle, eller upprätthålla, livet i de djupaste skyttegravarna, sa Cory.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com