海龜殼記錄核歷史

在海龜殼中檢測到的微量鈾表明,這是一種追蹤此類物質對人類和生態系統影響的新方法

Eastern box turtle close-up on forest floor

東部箱龜。

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原子彈的發明塑造了全球的歷史和生態系統。其影響深遠,甚至促使科學家考慮使用核武器的特徵來標記一個新的地質時代——人類世。現在,一項新的研究表明,從核生產和爆炸地點採集的海龜在其龜殼中編碼了這些武器的歷史。

科學家使用一種特殊的質譜儀(一種檢測材料化學成分的裝置),在四隻海龜的殼中檢測到了微量的鈾,其中包括一隻海龜和一隻陸龜,它們在20世紀50年代至80年代被作為自然歷史標本採集之前,生活在這些地點附近。在這些樣本中——兩個取自生產地點,兩個取自爆炸地點——科學家將龜殼中鈾同位素的特徵與這兩種型別的核活動產生的獨特特徵相匹配。(同位素是元素的不同變體,其核心中包含不同數量的中子。)在其中一個龜殼中,研究人員追蹤了單個同心層中鈾含量的變化,這些同心層像樹木年輪一樣形成,並記錄了動物隨時間推移對鈾的吸收。該研究結果於8月22日發表在《PNAS Nexus》雜誌上。

鈾和鈽等放射性元素的裂變或分裂賦予了核武器威力。然而,這種武器的製造和爆炸也會釋放這些元素。一旦進入環境,這些元素就會被當地生態系統吸收,特別是透過土壤和水,植物和最終動物可以在那裡消耗它們。該團隊分析的龜殼不具放射性,因為鈾的含量非常小,約為十億分之一,研究合著者、太平洋西北國家實驗室的地球科學家賽勒·康拉德(Cyler Conrad)說。他說,這些特定的動物設法在核暴露中倖存下來,它們的健康也可能沒有受到影響。


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在海龜殼中發現鈾本身並不一定令人驚訝,因為這種元素天然存在。但康拉德和他的同事們感到震驚的是,他們能夠檢測到如此微量的鈾,並且可以將同位素特徵與該地點的核歷史相匹配。康拉德希望這項技術(他和他的團隊正在調整該技術以用於鈽)可以幫助科學家瞭解核活動發生的時間和地點,以及放射性物質如何從土壤和水轉移到植物和動物中。他還期望它可以追蹤核燃料以及武器的暴露情況。

威廉姆斯學院的環境歷史學家勞拉·馬丁(Laura Martin)沒有參與這項新研究,她認為這項研究提醒人們,美國核計劃造成的傷疤不僅僅是在日本(美國在那裡部署了核彈作為武器)。生產和實驗性爆炸也將輻射和其他汙染物送入美國社群和生態系統,特別是在西部,通常在土著土地上或附近,以及在馬紹爾群島。“這篇論文向我們指出,核殖民主義不僅僅是人類歷史,”馬丁說,“而且它已經並將繼續影響整個生物圈。”

本文的一個版本,標題為“炸彈殼”,經過改編後收錄在《大眾科學》2023年11月刊中。

梅根·巴特爾斯(Meghan Bartels) 是一位常駐紐約市的科學記者。她於 2023 年加入《大眾科學》,目前是該雜誌的高階新聞記者。此前,她曾在 Space.com 擔任作家和編輯超過四年,並在《新聞週刊》擔任科學記者近一年,主要關注太空和地球科學。她的作品也曾發表在《奧杜邦》、《鸚鵡螺》、《天文學》和《史密森尼》等出版物上。她畢業於喬治城大學,並在紐約大學科學、健康與環境報道專案獲得了新聞學碩士學位。

更多作者:梅根·巴特爾斯(Meghan Bartels)
大眾科學 Magazine Vol 329 Issue 4這篇文章最初以“炸彈殼(Bomb Shell)”為標題發表在《大眾科學雜誌》第 329 卷第 4 期(),第 20 頁
doi:10.1038/scientificamerican1123-20a
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