Fukushima-nedfaldstransportens levetid afsløret af cirkulationsmønstre i det nordlige Stillehav

Fukushima er nu berygtet for den nukleare katastrofe, der fandt sted i marts 2011, den næstværste af sin art efter Tjernobyl-katastrofen i 1986. En jordskælvsudløst tsunami ud for den japanske kyst beskadigede backup-generatorer på Fukushima-atomkraftværket, hvilket førte til svigt af reaktorernes kølesystemer. Restvarmen smeltede delvist en række af brændselsstavene i tre reaktorer, hvilket forårsagede frigivelse af nuklear stråling. En række eksplosioner beskadigede indeslutningsbygninger yderligere og frigav yderligere stråling til det omkringliggende område, hvilket førte til en evakueringsradius på 30 km.

Mens bestræbelser på at afkøle reaktorerne og forhindre yderligere eksplosioner blev mødt med en vis succes ved at levere vand fra helikoptere og bruge lastbilmonterede kanoner, blev der efterfølgende fundet stråling at være kommet ind i havene (~3,5 petabecquerel forurenet vand) såvel som lokale fødevarer og vandforsyninger. Det tog indtil december 2011, før atomkraftværket endelig blev anset for stabilt, men yderligere seks år, før alle evakueringsordrer blev ophævet.

De langvarige virkninger af begivenheden er kilden til fortsat undersøgelse, med ny forskning, offentliggjort i Grænser i havvidenskab , der udforsker bevægelsen og opholdet af Fukushima-afledte sporstoffer i det nordlige Stillehav.

Sang-Yeob Kim, seniorforsker ved Koreas Institute of Ocean Science and Technology, og kolleger modellerede sporstoffernes underjordiske veje og interårlige variabilitet over en 22-årig havreanalyseperiode (begyndende før den nukleare begivenhed til sammenligning), mens de subduceres med det nordlige Stillehav subtropisk tilstand vand i køligere årstider.

Denne ~250 m tykke vandmasse har en højere densitet på ~26,9 kg/m ³ og gennemsnitstemperatur på 18 °C. Det er et vigtigt lager af Jordens kulstof, ilt, næringsstoffer og varme, idet det er lodret homogent til at transportere disse variabler fra overfladen til havet under overfladen.

I året efter hændelsen registrerede observationsmålinger af radioaktive cæsiumisotoper 6 petabecquerel af ¹³⁴ Cs i det nordlige Stillehav subtropisk tilstand vand i en dybde på 300 m.

Forskerholdet brugte lagrangiske partikelsporingssimuleringer af 100 frigivne punkter af ¹³⁴ Cs fra atmosfærisk aflejring hver tredje dag mellem 1. januar 1994 til 28. december 2011 for at undersøge beregningsmæssig væskedynamik i det subtropiske gyre. Ved at gøre det identificerede de partiklernes vej langs Kuroshio-udvidelsen, der strømmer mod øst ud for den japanske kyst ind i det nordlige Stillehav, især koncentreret i den nordlige del af regionen.

Herfra tog det fire til fem år for de nukleare sporstoffer at udvide sig over hele den subtropiske region af bassinet for at nå østkysten af ​​Taiwan, de filippinske øer og Japanhavet.

Mens 30% af de modellerede partikler bevægede sig langs Kuroshio-udvidelsen og yderligere 36% strømmede østpå mod Kuroshio-Oyashio nuværende overgangszone, blev de resterende 34% subduceret i recirkulationsgyren af ​​det subtropiske vand i det nordlige Stillehav fra det øvre blandede lag til lavere termoklin.

Ved at spore oceanografiske ændringer over denne femårige spredningsperiode udviste dybden og temperaturen af ​​Kuroshio-Oyashio nuværende overgangszone stærk sæsonbestemt variation, med partikler subduceret 50 m i de varmere måneder (april-november) og blev returneret til overfladen i de køligere måneder (december-marts). Til sammenligning havde Kuroshio Extension-mønsteret en svag sæsonbestemt korrelation.

Denne forskning er betydningsfuld, da den fremhæver, hvor lang tid sporstofferne udvider sig over et enkelt bassin, og derfor deres levetid i miljøet, efterhånden som de fortsætter med at udvide sig på tværs af tilstødende havbassiner i årene (og årtier) der kommer.

Flere oplysninger: Sang-Yeob Kim et al., En undersøgelse af stierne og deres interårlige variabilitet af de Fukushima-afledte sporstoffer i det nordvestlige Stillehav, Grænser i havvidenskab (2024). DOI:10.3389/fmars.2024.1358032

Journaloplysninger: Grænser i havvidenskab

© 2024 Science X Network