Американские физики предложили новый метод мониторинга радиоактивных загрязнений — по панцирям черепах и твердым тканям других животных, живших на месте проведения ядерных испытаний или катастроф.
Морские испытания ядерного оружия на Маршалловых островах / © National Archives
Наружный слой черепашьего панциря сложен пластинками из кератина — того же плотного белка, из которого состоят наши ногти. Они нарастают последовательными слоями и включают различные примеси, сохраняя своеобразную «химическую летопись» прошлого, словно годовые кольца деревьев. Поскольку продолжительность жизни некоторых черепах достигает десятков и даже сотен лет, эту информацию можно проследить на протяжении достаточно долгого срока. Это продемонстрировали авторы новой статьи, опубликованной в журнале PNAS Nexus.
Физики из Лос-Аламосской национальной лаборатории и других исследовательских центров США рассмотрели панцири черепах в качестве накопителей радиоактивного загрязнения, связанного с испытаниями ядерного оружия. Большинство стран «ядерного клуба» прекратили подобные испытания еще в 1990-х. Однако до этого на земле, в океане и атмосфере были проведены десятки взрывов, которые вызвали серьезные загрязнения. К таким же последствиям не раз приводили аварии и просто неосторожное обращение с радиоактивными материалами на предприятиях, связанных с их производством и использованием.
Ранее ученые пытались отслеживать такие загрязнения по присутствию соответствующих изотопов в кольцах деревьев. Но этот метод оказался недостаточно надежен и точен, поскольку радиоактивные включения способны диффундировать, проникая в соседние кольца. Именно поэтому Сайлер Конрад (Cyler Conrad) и его коллеги обратили внимание на черепашьи панцири, состоящие из намного более инертного и плотного кератина и к тому же отделенные от самого живого организма.
Для экспериментов ученые использовали панцири четырех черепах разных видов, которые были получены в местностях с радиоактивным загрязнением. В частности, они исследовали пластины морской зеленой черепахи (Chelonia mydas) с Маршалловых островов и сухопутного западного гофера (Gopherus agassizii) из пустыни Невада, некогда служивших эпицентрами испытаний американского ядерного оружия. Два других образца связаны с районами, загрязненными радиоактивными отходами. В качестве контроля авторы изучили панцирь пустынной черепахи из незагрязненной местности.
Химический анализ показал, что нуклиды урана-235 и 236 действительно обнаруживаются в составе панцирей, а их положение в пластинке позволяет примерно оценить и время загрязнения. Например, в панцире каролинской коробчатой черепахи (Terrapene carolina), жившей близ Национальной лаборатории Оак-Ридж, такие следы удалось датировать периодом от 1955 до 1962 года, когда там действительно происходили выбросы радиоактивных веществ.
Ученые полагают, что такой подход позволит детальнее реконструировать историю радиоактивного загрязнения различных экосистем, в том числе с использованием музейных экземпляров. В теории этот метод можно будет применять и для других плотных структур различных животных, включая кости, рога и перья. А поскольку анализ требует совсем крошечных количеств исходного образца, его можно проводить и с живыми существами.
