Forskare har hittat kvardröjande radioaktivitet i lagunerna i avlägsna Marshall Island-atoller i Stilla havet där USA genomförde 66 kärnvapenprov på 1940- och 1950-talen.

Radioaktivitetsnivåer vid Bikini- och Enewetak-atollen studerades omfattande under decennierna efter att testet avslutades, men det har bedrivits relativt lite arbete där nyligen. Ett team av forskare från Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) rapporterade att nivåerna av radioaktivt cesium och plutonium har minskat sedan 1970-talet, men dessa element fortsätter att släppas ut i Stilla havet från havsbottensediment och lagunvatten.

Nivåerna av plutonium är 100 eller fler gånger högre i lagunens vatten jämfört med det omgivande Stilla havet och ungefär två gånger högre för en radioaktiv form av cesium. Trots dessa berikningar, de överskrider inte amerikanska och internationella vattenkvalitetsstandarder som fastställts för att skydda människors hälsa, forskarna rapporterade 30 oktober, 2017, i journalen Vetenskap om den totala miljön .

För att fastställa källan till dessa radionuklider i lagunens vatten, WHOI-forskarna mätte mängden och flödet av radioaktivt material som kom in i havet från grundvatten som sipprade från öarna. De fann att grundvatten var en relativt låg källa till radioaktivitet.

Särskilt, de fann att radioaktivt grundvatten inte läckte mycket från under en misstänkt potentiell källa:Runit Dome på ön Runit - ett massivt 350 fot brett betonglock som täcker 111, 000 kubikmeter radioaktiv jord och skräp som bulldoserades in i en bombkrater och förseglades. Den byggdes i slutet av 1970-talet av den amerikanska regeringen för att innehålla förorenat avfall från kärnvapenproven. Botten av Runit Dome är inte kantad och under havsytan, så forskare och andra har varit oroliga för att tidvattenverkan skulle kunna flytta vatten genom det begravda radioaktiva materialet och föra det ut till havet.

"Grunden för dessa ö-atoller är uråldriga korallrev som har samma porositet som schweizisk ost, så grundvatten och alla mobiliserade radioaktiva element kan tränga igenom dem ganska lätt, " sa WHOI-geokemisten Matt Charette. Även om det inte verkar hända nu, forskarna rekommenderar att Runit Dome-området kontinuerligt bör övervakas när havsnivån stiger och kupolen försämras.

Använda isotoper av plutonium som fungerar som ett fingeravtryck för att lokalisera källor, WHOI-forskarna fann att havsbottensedimenten runt Runit Island verkar bidra med ungefär hälften av plutoniumet till lagunen. "Ytterligare studier som undersöker hur radioaktivt plutonium rör sig genom miljön skulle hjälpa till att klargöra varför detta lilla område är en så stor källa till radioaktivitet, sa Buesseler.

WHOI-forskarna som genomförde studien och skrev rapporten inkluderade Ken Buesseler, Matthew Charette, Steven Pike, Paul Henderson, och Lauren Kipp. De seglade till öarna ombord på forskningsfartyget Alucia på en expedition finansierad av Dalio Explore Fund.

Teamet samlade in sediment från lagunen med affischrörstora samlare som fördes in av dykare i havsbottens sediment, fylld med lera, täckt. Tillbaka i WHOI-laboratorier, kärnorna skars i skikt och analyserades för att avslöja en nedgrävd registrering av lokalt nedfall från kärnvapenproven. Forskarna samlade också in och analyserade prover av lagunvatten.

På öarna, de samlade in grundvattenprover från cisterner, brunnar, stränder, och andra webbplatser. De analyserade dessa prover för halterna av radioaktivt cesium och plutonium från vapentester. För första gången på dessa öar, forskarna mätte också isotoper av radium, ett naturligt förekommande radioaktivt "spårämne" som ger forskare nyckelinformation för att avgöra hur mycket och hur snabbt grundvatten som strömmar från land till havet.

WHOI:s forskargrupp jämförde också den radioaktiva föroreningen på Marshallöarna med den förorening som i dag hittades nära Fukushima i Japan i efterdyningarna av Dai-ichi kärnkraftverkskatastrofen. "I motsats till Fukushima, där cesium är den vanligaste radionukliden som är oroande, i dessa atoller, fokus bör ligga på plutonium, med tanke på dess mycket höga nivåer, " sa WHOI-radiokemisten Ken Buesseler.

USA genomförde 66 kärnvapenprov mellan 1946 och 1958 vid Bikini- och Enewetak-atollen, var och en en ring av lågt liggande revöar som omger en större lagun. Bikinin har 26 öar; Enewetak hade 42 öar, men tre bombades ur existens. De blev kända som den västra delen av "U.S. Pacific Proving Grounds."

Bikini och Enewetak är bland 29 atoller som utgör republiken Marshallöarna, belägen i ekvatorial Stilla havet, ca 2, 500 mil väster om Hawaii. Det samlade landområdet för de tusentals små öarna motsvarar området Washington, D.C. men de är utspridda över ett havsområde som överstiger Alaskas storlek.

Arbetet har särskild betydelse för atollarnas ursprungsbefolkningar som evakuerades före testerna och hittills bara har fått återvända till en liten ö i Enewtak-atollen.