“Скажите, дамы, что вам известно о черепахах?”,
- Пираты Карибского моря
Знанием про годичные кольца деревьев уже никого не удивить. Фактом, что некоторые черепахи доживают до 200 лет – тоже. И даже то, что уран радиоактивен, навевает скуку. Однако, что если соединить все 3 факта воедино?
Годичное кольцо + черепаха + уран = панцирная летопись.
Ученые анализировали соотношение изотопов урана (изотопы – атомы, содержащие одинаковое число положительно заряженных протонов, но разное количество незаряженных нейтронов) в щитках панцирей зеленой черепахи с кораллового рифа Тихого океана, двух сухопутных и двух пресноводных рептилий из США. Оказалось, что соотношение радиоактивного изотопа к обычному было повышенным у тех пресмыкающихся, что жили рядом с местами испытания ядерного оружия. Это открытие поможет ученым реконструировать историю радиоактивного загрязнения экосистем и не допустить подобного в будущем.
Испытания оружия в прошлом веке проводились во многих регионах мира. советские военные обычно использовали для ядерных тестов полигоны в степях и арктической тундре, а их американские и французские коллеги предпочитали пустыни или тихоокеанские атоллы. Но даже с учетом отдаленности регионов, негативного воздействия все равно было не избежать.
Почему же выбрали именно черепах, а, например, не крокодилов для исследования?
Дело в том, что ареалы некоторых их видов пересекаются с местами проведения ядерных тестов. Таким образом, черепахи вполне могли оказаться в зоне радиоактивного загрязнения и накопить в тканях радиоактивные изотопы. Дополнительным поводом стали более ранние открытия других радиоактивных изотопов, которые попадали в среды во время аварий на атомных электростанциях.
Материал для основного исследования искали в музеях.
- Первым из них стал щиток зеленой черепахи (Chelonia mydas), который был найден в желудке тигровой акулы (Galeocerdo cuvier), пойманной у тихоокеанского атолла Эниветок в 1978 году. На момент гибели от зубов акулы этой особи было 10-20 лет, а ядерные испытания в данном районе закончились в 1958 году, так что, скорее всего, непосредственно она их не застала.
- Второй щиток принадлежал пустынному западному гоферу (Gopherus agassizii). Он был собран в 1959 на юго-западе Юты, примерно в 240 километрах от бывшего Невадского испытательного полигона, где в 1951-1962 годах тестировали ядерное оружие.
- Третий щиток, который авторы взяли для исследования, был собран у сонорского гофера (G. morafkai) в 1999 году на юго-западе Аризоны. В этой местности ядерные испытания не проводились, так что данный образец использовался в качестве контроля.
- Четвертый щиток принадлежал иероглифовой чепепахе (Pseudemys concinna). Его добыли в 1985 году на ядерном могильнике в Южной Каролине, где с 1950 до конца 1980 годов добывали уран, а также изготавливали и перерабатывали ядерное топливо.
- Наконец, пятый щиток был взят в 1962 году у восточной коробчатой черепахи (Terrapene carolina carolina) в штате Теннесси. В этом месте с 1940 года добывали уран и изготавливали ядерное топливо.
Из всех пяти щитков ученые взяли небольшое количество кератина (белка, из которого состоит панцирь) и оценили соотношение содержащихся в нем изотопов урана. Лишь в щитке сонорского гофера соотношение 235U/238U оказалось неотличимым от естественного. В образцах из Южной Каролины и Теннесси оно было ниже нормы, а в образцах из Юты и с атолла Эниветок — выше нормы. У сонорского гофера не было выявлено следов изотопа 236U, что соответствует естественному состоянию (поскольку природных источников этого изотопа не существует). Зато у черепах из Южной Каролины, Теннесси и с атолла Эниветок было выявлено значительное количество изотопа 236U, так что соотношение 236U/238U значительно превышало норму. У образца из Юты соотношение 236U/238U было немного выше нормы.
По мнению авторов, зеленая черепаха с атолла Эниветок подверглась радиоактивному загрязнению за год до гибели, когда на острове проводились работы по строительству саркофага.
Вероятно, во время работ 235U и 236U попали в воду и песок, а оттуда — в тело рептилии, например, с водорослями, которые она поедала. Пустынный западный гофер из Юты жил достаточно далеко от места испытаний, однако, вероятно, попал под радиоактивные осадки. А сонорскому гоферу из Аризоны и вовсе удалось избежать столкновения последствиями ядерных испытаний. Что касается черепах из Южной Каролины и Теннесси, то они подверглись воздействию обедненного урана, который оказался в окружающей среде при производстве ядерного топлива. Интересно, что на щитке восточной коробчатой черепахи из Теннесси сохранилось семь слоев, соответствующих семи годам ее жизни, с 1955 по 1962 годы. Минимальное соотношение 235U/238U было выявлено в слое, который сформировался, пока рептилия еще накопилась в яйце. Таким образом, она, вероятно, получила радиоактивные изотопы от матери.
Подобные исследования проводятся не только с ураном. Один из перспективных методов – работа с радиоактивным изотопом углерода, который уже применяется как маркер для радиоуглеродного анализа. Тем не менее, в местах ядерных испытаний его количество также велико.
Автор статьи: редактор-обозреватель научно-популярных новостей Софья Шехова