Particelle di plutonio radioattivo derivante dai test nucleari sono rimaste elevate nella stratosfera per oltre 50 anni e le eruzioni vulcaniche come l'Islanda Eyjafjallajökull nel 2010 possono portare quelle particelle nell'atmosfera inferiore, secondo i ricercatori del 7 gennaio su Nature Communications . Avvertono, tuttavia, che le concentrazioni di particelle nell'atmosfera inferiore sono piccole e non minacciano la salute umana.
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Tra il 1945 e il 1998, le nazioni di tutto il mondo hanno testato armi nucleari sotterranee, sottomarine e ad alta atmosfera. I test atmosferici, condotti negli anni '50, '60 e '70, insieme al rogo di un satellite SNAP-9A alimentato a plutonio nel 1964, hanno creato detriti radioattivi che si sono attaccati alle particelle presenti nell'aria, chiamati aerosol. Nella troposfera, la parte più bassa dell'atmosfera che si estende dal suolo a circa 17-20 chilometri in su, queste particelle si sono dissolte in poche settimane o mesi. Ma una combinazione di fattori, come la tropopausa simile a una barriera, mantiene le particelle nella stratosfera (lo strato successivo in alto, che si estende per circa 50 chilometri) più a lungo. Ma quanto tempo?
Gli studi condotti negli anni '60 e '70, in cui gli aerosol sono stati campionati con aeromobili e palloncini, hanno dimostrato che la maggior parte delle particelle radioattive sono rimaste nella stratosfera per circa 1-4 anni. Le particelle più grandi, quelle nell'intervallo da 1 a 10 micrometri, si sono depositate ancora più velocemente, durano solo settimane o mesi nella stratosfera. (Le particelle non sono semplicemente scomparse; si sono spostate nella troposfera durante le interruzioni della tropopausa che consentono la miscelazione tra troposfera e stratosfera, eventi che si verificano più spesso in primavera.) Poiché i test nucleari sono stati condotti molto tempo fa, tutte queste radioattive le particelle stratosferiche dovrebbero ormai essere scomparse, avevano concluso gli scienziati.
L'eruzione del 2010 di Eyjafjallajökull ha portato gli scienziati a pensare che tali conclusioni potrebbero essere errate. Quando il vulcano è scoppiato, i ricercatori in Svizzera hanno iniziato a prelevare campioni di aerosol dalla troposfera e hanno trovato concentrazioni elevate di particelle radioattive. I livelli di plutonio e cesio (un altro sottoprodotto dei test nucleari) erano fino a tre ordini di grandezza superiori ai livelli riscontrati negli aerosol a livello del suolo. Queste misurazioni contraddicevano i precedenti studi di aerosol, che avevano trovato livelli bassi in tutta la troposfera; qualcosa era successo.
José Corcho Alvarado dell'Ospedale universitario di Losanna e colleghi hanno raccolto dati di aerosol che erano stati raccolti da aerei militari sulla Svizzera per la maggior parte degli anni a partire dagli anni '70 fino al 2004 insieme a dati simili raccolti mentre il pennacchio di cenere di Eyjafjallajökull ha viaggiato nel paese nel 2010. Hanno poi utilizzato questi dati per creare un modello di distribuzione di particelle radioattive nell'atmosfera sulla Svizzera dal 1970 ad oggi.
La maggior parte del plutonio nella stratosfera, calcolati in base alle concentrazioni e ai tassi di decadimento, deve essere stata depositata lì tra il 1964 e il 1982. Ciò è coerente con l'ipotesi che i test nucleari e la rottura del satellite siano le maggiori fonti di particelle radioattive nell'atmosfera . Il plutonio rimane nella stratosfera per una media di 2, 5-5 anni, ha rivelato il loro modello, ma una piccola quantità rimane in circolazione nella stratosfera.
"I nostri risultati mostrano che significative frazioni di aerosol radioattivi ... rimangono nella stratosfera per scale temporali dell'ordine di diversi decenni", scrivono i ricercatori.
Per quanto riguarda il modo in cui il plutonio radioattivo è probabilmente finito nel pennacchio di cenere del vulcano, ecco cosa propongono i ricercatori: l'eruzione ha causato il contatto di migliaia di tonnellate di roccia fusa con il ghiaccio. Quell'interazione ha creato una grande esplosione che ha gettato vapore e particelle nell'aria, spingendo ceneri e gas a grana fine come l'anidride solforosa nelle regioni inferiori della stratosfera. Le particelle di cenere e zolfo hanno raccolto plutonio e cesio dalla stratosfera e portato gli elementi radioattivi nella troposfera.
"La forte eruzione vulcanica del vulcano Eyjafjallajökull ha ridistribuito i radionuclidi antropogenici [particelle radioattive da attività umane] nella bassa atmosfera", scrivono i ricercatori.
La radioattività non è sufficiente per le persone di cui preoccuparsi: qualcuno nato dopo i test non avrà il cancro dalle particelle di plutonio nella stratosfera. Ma potrebbe essere sufficiente aiutare gli scienziati che studiano il movimento delle particelle attraverso l'atmosfera perché le particelle radioattive agiscono come indicatori del modo in cui l'aria circola.
