Antarktis inlandsisar släpper fortfarande ut radioaktivt klor från marina kärnvapenprov på 1950-talet, finner en ny studie. Detta tyder på att regioner i Antarktis lagrar och ventilerar det radioaktiva elementet annorlunda än man tidigare trott. Resultaten förbättrar också forskarnas förmåga att använda klor för att lära sig mer om jordens atmosfär.

Forskare använder vanligtvis de radioaktiva isotoperna klor-36 och beryllium-10 för att bestämma åldern på isen i iskärnor, som är tunnor med is som erhållits genom att borra i inlandsisar. Klor-36 är en naturligt förekommande radioaktiv isotop, vilket betyder att det har en annan atommassa än vanligt klor. En del klor-36 bildas naturligt när argongas reagerar med kosmiska strålar i jordens atmosfär, men det kan också produceras vid kärnvapenexplosioner när neutroner reagerar med klor i havsvatten.

Kärnvapenprov i USA utförda i Stilla havet under 1950- och 1960-talen orsakade reaktioner som genererade höga koncentrationer av isotoper som klor-36. Den radioaktiva isotopen nådde stratosfären, där den reste jorden runt. En del av gasen tog sig till Antarktis, där den avsattes på Antarktis is och har legat sedan dess.

Andra isotoper som producerats av marina kärnvapenbombtest har mestadels återgått till nivåerna före bomben under de senaste åren. Forskare förväntade sig att klor-36 från kärnvapenbombtesterna också skulle ha återhämtat sig. Men ny forskning inom AGU:s Journal of Geophysical Research:Atmospheres konstaterar att Vostok-regionen i Antarktis fortsätter att släppa ut radioaktivt klor i atmosfären. Eftersom naturligt producerat klor-36 lagras permanent i lager av Antarktis snö, resultaten indikerar att platsen överraskande nog fortfarande har konstgjort klor som producerats av bombtester på 1950- och 1960-talet.

"Det finns inget mer nukleärt klor-36 i den globala atmosfären. Det är... därför vi bör observera naturliga klor-36-nivåer överallt, sa Mélanie Baroni, en geovetare vid European Centre for Research and Teaching in Geosciences and the Environment i Aix-en-Provence, Frankrike, och medförfattare till den nya studien.

Att studera klorens beteende i Antarktis kan förbättra isdateringstekniken, hjälpa forskare att bättre förstå hur jordens klimat utvecklades över tiden, enligt studiens författare.

I den nya studien, Baroni och hennes kollegor undersökte klorutsläpp i olika delar av Antarktis för att bättre förstå hur klor beter sig över tid i områden där det årliga snöfallet är högt jämfört med områden där snöfallet är lågt. Forskarna tog isprover från en snögrop vid Vostok, en rysk forskningsstation i östra Antarktis som tar emot lite snöansamling, och jämförde dem med isprover från Talos Dome, en stor iskupol ungefär 1400 kilometer (870 miles) bort som tar emot mycket snö varje år.

Forskarna testade prover från båda platserna för koncentrationer av klor-36 och bestämde hur mycket klor som fanns i Vostoks is från 1949 till 2007 och hur mycket som fanns i Talos Domes is från 1910 till 1980.

Resultaten visade att klor-36 i Talos Dome-is gradvis har minskat över tiden, håller bara fyra gånger nivån av naturlig klor-36 nivå, år 1980. Emellertid Vostok-isen visade mycket höga halter av klor-36, med toppen av snögropen som når nivåer på 10 gånger den förväntade naturliga koncentrationen 2008.

De konsekvent högre nivåerna tyder på att Vostoks snöpack fortfarande släpper ut radioaktivt klor från 1950- och 1960-talens marina kärnvapenbombtest. Mängden radioaktivitet är för liten för att påverka miljön, men resultaten är överraskande eftersom en annan radioaktiv isotop producerad av kärnvapenprov redan hade återgått till nivåerna före bomben i Vostok, enligt studiens författare. De hade antagit att klor-36 skulle bete sig på liknande sätt.

De jämförde också Vostok-isproverna med prover från samma plats tagna 1998. Mätning av djupet på varje prov, de fann att klor-36 hade flyttat närmare ytan av snöpackningen, vilket var förvånande, enligt Baroni. Kloret spred sig inte bara till atmosfären från snöpackningens fasta yta, men rör sig upp från snöpackens djup, vilket betyder att klor är mer rörligt, trodde forskare tidigare.

Forskare planerar för närvarande att borra efter en 1,5 miljoner år gammal iskärna i Antarktis och att förstå hur Vostok släpper ut konstgjorda klor-36 kan förbättra hur forskare använder isotopen för att hämta data från den antika iskärnan, sa Baroni.

Att bestämma hur konstgjort kärnklor-36 rör sig i låga snöansamlingszoner under det senaste århundradet skulle kunna fungera som ett mikrokosmiskt exempel på hur naturligt klor-36 har byggts upp i snöpackningar under de senaste 1 miljon åren, enligt studieförfattarna. Resultaten ger mer information till framtida forskare som använder isotopen för att datera forntida is och avslöja jordens tidigare klimat, enligt studien.

Den här historien återpubliceras med tillstånd av AGU Blogs (http://blogs.agu.org), en gemenskap av jord- och rymdvetenskapsbloggar, värd av American Geophysical Union. Läs originalberättelsen här.