Είναι στα δόντια μας. Στα μάτια μας και στον εγκέφαλό μας, επίσης. Οι επιστήμονες το αποκαλούν «ακίδα βόμβας» ή «παλμό βόμβας» – και για περισσότερο από μισό αιώνα η «υπογραφή» του είναι παρούσα μέσα στο ανθρώπινο σώμα.
Έχουν περάσει 80 χρόνια από την πρώτη δοκιμή πυρηνικών όπλων – με την κωδική ονομασία Trinity – που πυροδοτήθηκε πάνω από την έρημο στο Νέο Μεξικό. Σήμερα, η κρυφή κληρονομιά των δοκιμών πυρηνικών βομβών μπορεί να βρεθεί ακόμη στα κύτταρά μας – και αποδεικνύεται εκπληκτικά χρήσιμη στους επιστήμονες.
Στις 16 Ιουλίου 1945, οι επιστήμονες του Προγράμματος Μανχάταν πυροδότησαν το πρώτο πυρηνικό όπλο, γνωστό ως δοκιμή Trinity, στο Νέο Μεξικό. Η έκρηξη των 18,6kt φώτισε τον ουρανό και έστειλε μια έκρηξη καυτής θερμότητας στην έρημο, καθώς μια πύρινη σφαίρα εκτοξεύτηκε ψηλά στον ουρανό.
Τις ημέρες που ακολούθησαν, λευκές νιφάδες και σκόνη έπεσαν βροχή στις περιοχές που χτυπούσε ο άνεμος. Μια αποχαρακτηρισμένη πλέον έκθεση της εποχής προειδοποιούσε ότι τα ραδιενεργά σωματίδια εξαπλώθηκαν σε μια έκταση άνω των 6.993 τετραγωνικών χιλιομέτρων. Και αυτή η δοκιμή ήταν μόνο η αρχή της ατομικής εποχής.
Ο «παλμός βόμβας» μπορεί να αποκαλύψει πολλά στους επιστήμονες
Στη δεκαετία του 1950, υπήρξαν τόσες πολλές εκρήξεις πυρηνικών βομβών πάνω από το έδαφος που μεταμόρφωσαν τη χημική σύσταση της ατμόσφαιρας – αλλοιώνοντας έκτοτε τη σύνθεση του άνθρακα της ζωής στη Γη, μαζί με τους ωκεανούς, τα ιζήματα, τους σταλακτίτες και πολλά άλλα.
Σε αντίθεση με το άμεσο ραδιενεργό νέφος από τις εκρήξεις, η ακίδα βόμβας δεν είναι επιβλαβής. Στην πραγματικότητα, έχει αποδειχθεί εκπληκτικά χρήσιμη για τους επιστήμονες τα τελευταία χρόνια. Κάποιοι μάλιστα έχουν φτάσει στο σημείο να την περιγράψουν ως «την ασημένια επένδυση του μανιταριού».
Γιατί; Τα στοιχεία του παλμού είναι τόσο πανταχού παρόντα που μπορούν, μεταξύ πολλών άλλων πληροφοριών, να πουν στους ιατροδικαστές πότε γεννήθηκε ή πέθανε ένα άτομο, να δώσουν ανακαλύψεις σχετικά με την ηλικία των νευρώνων στον εγκέφαλό μας, να αποκαλύψουν την προέλευση των λαθραίων άγριων ζώων, να προσδιορίσουν την εσοδεία του κόκκινου κρασιού και ακόμη να ξεκλειδώσουν την πραγματική ηλικία καρχαριών ηλικίας αιώνων.
Και τώρα, μπορεί επίσης να βοηθήσει στον καθορισμό μιας νέας γεωλογικής εποχής. Τον Ιούλιο του 2023, μια ομάδα γεωεπιστημόνων συνέστησε ότι η παρουσία της σε μια καναδική λίμνη – μαζί με άλλα ανθρωπογενή σημάδια από τα μέσα του 20ού αιώνα – θα πρέπει να αντιπροσωπεύει την επίσημη έναρξη της Ανθρωπόκαινου.
Τι ακριβώς είναι λοιπόν η ακίδα βόμβας και τι μπορεί να αποκαλύψει για εμάς και τον κόσμο;
Πριν η Συνθήκη απαγόρευσης πυρηνικών δοκιμών του 1963 υποχρεώσει τα κράτη που την υπέγραψαν να δοκιμάζουν πυρηνικές βόμβες υπόγεια, οι κυβερνήσεις ανατίναξαν εκατοντάδες ατομικά όπλα στην ύπαιθρο. Περισσότερες από 500 από αυτές τις εκρήξεις – που πραγματοποιήθηκαν κυρίως από τις ΗΠΑ και την Ρωσία – εκτόξευσαν το περιεχόμενό τους στην ατμόσφαιρα.
Είναι γνωστό ότι οι δοκιμές αυτές διέσπειραν ραδιενεργά υλικά σε μεγάλη έκταση, βλάπτοντας ανθρώπους και άγρια ζώα και καθιστώντας ολόκληρες περιοχές ακατοίκητες. Ίσως λιγότερο γνωστό, εκτός των επιστημονικών εργαστηρίων, είναι ότι οι βόμβες αντέδρασαν επίσης με το φυσικό άζωτο σχηματίζοντας νέα ισότοπα, ιδιαίτερα άνθρακα-14.
Μέχρι τη δεκαετία του 1960, οι επίγειες δοκιμές βομβών είχαν παράγει σχεδόν διπλάσια ποσότητα άνθρακα-14 στην ατμόσφαιρα σε σύγκριση με τα προηγούμενα επίπεδα. Πρώτα το ισότοπο εισήλθε στο νερό, τα ιζήματα και τη βλάστηση και, στη συνέχεια, πέρασε μέσω της τροφικής αλυσίδας στον άνθρωπο. Έφτασε ακόμη και σε οργανισμούς στη βαθύτερη τάφρο του ωκεανού.
«Στην ουσία, κάθε δεξαμενή άνθρακα στη Γη που βρισκόταν σε ανταλλαγή με το ατμοσφαιρικό CO2 από τα τέλη της δεκαετίας του 1950 έχει επισημανθεί από τη βόμβα άνθρακα-14», γράφει ο Walter Kutschera του Πανεπιστημίου της Βιέννης, ο οποίος δημοσίευσε μια ανασκόπηση των επιστημονικών εφαρμογών της αιχμής στο περιοδικό Radiocarbon το 2022.
Βρείτε την ημερομηνία θανάτου ενός… Νεάντερταλ
Στα μέσα του 20ού αιώνα, οι επιστήμονες παρατήρησαν την αύξηση του άνθρακα-14 όταν σταμάτησαν οι ατμοσφαιρικές δοκιμές, αλλά χρειάστηκαν δεκαετίες για να συνειδητοποιήσουν ότι τα αυξημένα επίπεδα μπορεί να είναι χρήσιμα. Από τη δεκαετία του 1950 και μετά, χρησιμοποιούσαν τον άνθρακα-14 για να χρονολογήσουν παλαιολιθικά λείψανα ή αρχαία κείμενα, αλλά αυτό βασιζόταν στη ραδιενεργό διάσπασή του – γνωστή ως ραδιοχρονολόγηση.
Το ισότοπο είναι ασταθές: διασπάται αργά σε άζωτο με χρόνο ημιζωής 5.730 χρόνια. Έτσι, όταν πέθαινε ένας Νεάντερταλ, για παράδειγμα, η ποσότητα του άνθρακα-14 στα οστά και τα δόντια του θα είχε αρχίσει να μειώνεται σταδιακά. Μετρήστε την έκταση της μείωσης και έχετε μια ημερομηνία θανάτου του Νεάντερταλ.
Ωστόσο, η ραδιοχρονολόγηση τείνει να περιορίζεται σε δείγματα ηλικίας άνω των 300 ετών, λόγω του αργού ρυθμού αποσύνθεσης του ισοτόπου. Αν είναι μικρότερο, δεν έχει αποσυντεθεί αρκετά για μια ακριβή χρονολόγηση. Η εισαγωγή επιπλέον διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα από την ανθρωπότητα μετά τη Βιομηχανική Επανάσταση – το λεγόμενο φαινόμενο Suess – θολώνει ακόμη περισσότερο την πρόσφατη χρονολόγηση.
Γύρω στις αρχές του αιώνα, ωστόσο, οι ερευνητές συνειδητοποίησαν ότι η αιχμή της βόμβας θα μπορούσε να τους βοηθήσει να χρησιμοποιήσουν τον άνθρακα-14 με διαφορετικό τρόπο – και κυρίως, επιτρέπει τη χρονολόγηση εντός των τελευταίων 70-80 ετών.
Από τη δεκαετία του 1950, όταν κορυφώθηκε, τα επίπεδα του ισοτόπου στη φύση (και στον άνθρωπο) μειώθηκαν σταδιακά. Ως εκ τούτου, οι επιστήμονες μπορούν να αναλύσουν τα ποσοστά του άνθρακα-14 σε κάθε οργανική ουσία, που έχει ανταλλάξει ατμοσφαιρικό άνθρακα από τις δοκιμές και μετά, και να προσδιορίσουν το παράθυρο μέσα στο οποίο σχηματίστηκε, με ανάλυση ενός έως δύο ετών.
Και αυτό περιλαμβάνει όλους μας. Αν γεννηθήκατε τη δεκαετία του 1950, οι ιστοί σας θα έχουν συσσωρεύσει περισσότερο άνθρακα-14 από ό,τι ένα παιδί της δεκαετίας του 1980, αλλά τα επίπεδα πλησιάζουν μόλις τώρα την προ-ατομική κατάσταση, σημειώνεται σε ανάλυση του BBC.
Ιατροδικαστική ανάλυση
Μια από τις πρώτες χρήσεις της ακίδας βόμβας ήταν να βοηθήσει τους ερευνητές εγκλημάτων που προσπαθούσαν να προσδιορίσουν την ηλικία αγνώστων ανθρώπινων λειψάνων. Οι ιατροδικαστές έχουν διαπιστώσει ότι μπορούν να μετρήσουν τον άνθρακα-14 της βόμβας σε δόντια, οστά, μαλλιά ή ακόμη και στον φακό του ματιού, για να τους βοηθήσουν να εκτιμήσουν την ηλικία ενός ατόμου ή το πότε πέθανε.
Σε μια ανασκόπηση του 2019, οι Centaine Johnstone-Belford και Blau παραθέτουν πολλαπλά παραδείγματα όπου η ακίδα βόμβας βοηθούσε τις αστυνομικές έρευνες. Για παράδειγμα, το 2010 οι ερευνητές το χρησιμοποίησαν για να επιβεβαιώσουν ότι ένα πτώμα που βρέθηκε σε λίμνη της βόρειας Ιταλίας είχε πεταχτεί εκεί από τον δολοφόνο τον προηγούμενο χρόνο.
Το ζεύγος επισημαίνει επίσης ότι η γνώση του χρόνου από τον θάνατο μπορεί να αποτελέσει «ζωτικό προσδιορισμό σε υποθέσεις παραβίασης των ανθρωπίνων δικαιωμάτων, όπως εγκλήματα πολέμου, γενοκτονία και εξωδικαστικές εκτελέσεις». Το 2004, για παράδειγμα, η χρονολόγηση με ακίδες βόμβας δειγμάτων μαλλιών από έναν ομαδικό τάφο στην Ουκρανία επέτρεψε στους ερευνητές να ταυτοποιήσουν ένα ναζιστικό έγκλημα πολέμου που συνέβη μεταξύ 1941 και 1952.
Η αιχμή της βόμβας έχει επίσης ξεκλειδώσει καινούργιες επιστημονικές ανακαλύψεις, αποκαλύπτοντας νέες γνώσεις σχετικά με τα κύτταρα στο σώμα και τον εγκέφαλό μας. Το 2005, η βιολόγος Kirsty Spalding του Ινστιτούτου Καρολίνσκα στη Σουηδία και οι συνεργάτες της έδειξαν ότι ήταν δυνατόν να χρονολογηθεί η σχετική ηλικία των κυττάρων μας, αναλύοντας τον άνθρακα-14 της βόμβας μέσα στο DNA τους. Σε διάφορες μεταγενέστερες μελέτες, χρησιμοποίησε την τεχνική αυτή για να απαντήσει στο αν ορισμένα κύτταρα στο σώμα μας υπάρχουν από τη γέννησή μας ή αν αντικαθίστανται συνεχώς.
Το 2013, η Spalding και οι συνεργάτες της χρησιμοποίησαν επίσης την αιχμή βόμβας για να εξετάσουν τον κύκλο εργασιών των εγκεφαλικών κυττάρων. Για πολλά χρόνια, οι ερευνητές υπέθεταν ότι ο αριθμός των νευρώνων ήταν σταθερός στην παιδική ηλικία, και πράγματι η προηγούμενη έρευνά της είχε υποδείξει ότι αυτό συνέβαινε σε περιοχές όπως ο φλοιός. Ωστόσο, χρησιμοποιώντας άνθρακα-14 για να χρονολογήσουν τους νευρώνες μέσα στον ιππόκαμπο, η ίδια και η ομάδα της επιβεβαίωσαν ότι νέοι νευρώνες μπορεί να παράγονται εκεί καθ’ όλη τη διάρκεια της ενήλικης ζωής.
Η αυγή μιας νέας εποχής
Τέλος, η αιχμή της βόμβας προτάθηκε πρόσφατα ως ένας από τους διάφορους δείκτες που θα μπορούσαν να συμβάλουν στην επίσημη αναγνώριση της αυγής της Ανθρωπόκαινου – της νέας γεωλογικής εποχής που ορίζεται από την ανθρώπινη δραστηριότητα.
Με την πάροδο των ετών, διάφορες «υπογραφές» της ανθρώπινης δραστηριότητας έχουν διερευνηθεί ως πιθανότητες να σηματοδοτήσουν την αυγή της Ανθρωπόκαινου: θα μπορούσε να είναι η αύξηση του μεθανίου που προκλήθηκε από την πρώιμη γεωργία πριν από χιλιάδες χρόνια (όπως φαίνεται στους πυρήνες πάγου), ενδείξεις της πρώιμης μόλυβδου από την εξόρυξη και την τήξη πριν από 3.000 χρόνια ή η αύξηση των υποπροϊόντων των ορυκτών καυσίμων κατά τη διάρκεια της Βιομηχανικής Επανάστασης.
Δεν συμφώνησαν όλοι ότι η επιλογή της δεκαετίας του 1950 ήταν καλή ιδέα – μάλιστα, ένα μέλος της ομάδας παραιτήθηκε πρόσφατα σε ένδειξη διαμαρτυρίας, υποστηρίζοντας ότι οι βαθιές ανθρώπινες επιπτώσεις άρχισαν πολύ νωρίτερα. Ωστόσο, η ομάδα εργασίας προτείνει ότι τα μέσα του 20ού αιώνα σηματοδοτούν ένα σαφές, αναγνωρίσιμο σημείο στα γεωλογικά στρώματα, όταν η ανθρωπότητα έκανε πραγματικά και πλήρως γνωστή την παρουσία της στη φύση, σε ολόκληρο τον κόσμο.
Συμπίπτει επίσης, λένε, με τη «μεγάλη επιτάχυνση», όταν οι επιπτώσεις μας στον πλανήτη εκτοξεύτηκαν μέσω της εκθετικής αύξησης των εκπομπών του θερμοκηπίου, της χρήσης του νερού και της γης, της οξίνισης των ωκεανών, της αλιευτικής εκμετάλλευσης, της απώλειας τροπικών δασών και άλλων.
Και η αιχμή της βόμβας θα διαρκέσει επίσης πολύ καιρό, επιτρέποντας στους γεωλόγους να τη δουν σε δεκάδες χιλιάδες χρόνια. «Το σήμα του ραδιοάνθρακα θα είναι ανιχνεύσιμο για περίπου 60.000 χρόνια και είναι μια ανάλυση αρκετά συνηθισμένη», λέει ο γεωλόγος Κόλιν Γουότερς του Πανεπιστημίου του Λέστερ, ο οποίος προεδρεύει της AWG.
Η AWG μελέτησε 12 υποψήφιες τοποθεσίες που θα μπορούσαν να φιλοξενήσουν την επίσημη χρυσή ακίδα, μεταξύ των οποίων ένα σπήλαιο στην Ιταλία όπου ο παλμός της βόμβας και οι άλλοι δείκτες είναι εγκιβωτισμένοι σε σταλακτίτες, μια αρχαιολογική ανασκαφή στη Βιέννη, ένα κομμάτι τυρφώνων κοντά στα σύνορα της Τσεχικής Δημοκρατίας και της Πολωνίας και ένας κοραλλιογενής ύφαλος στα ανοικτά των βορειοανατολικών ακτών της Αυστραλίας.
Πηγή: in.gr
ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ:
Τελικά τα ρομποτικά ταξί χωρίς οδηγό είναι επικίνδυνα;
Source link
