Cäsium und Beryllium aus Atomtests in Saharastaub über Spanien

Die Sahara Calima macht jedes Jahr Schlagzeilen, weil sie den Himmel mit malerischen Orangetönen färbt, die vom Wind aus dem Süden verweht werden. Dies hat Auswirkungen auf die Infrastruktur (z. B. reduziert es die Solarenergieproduktion) sowie auf die menschliche Gesundheit (es verursacht Atemwegsprobleme). Dieser Staub trägt aber auch radioaktive Elemente mit sich, die sich im Boden Spaniens und anderer europäischer Länder ablagern, so eine Studie, die gerade von einer Gruppe von Wissenschaftlern veröffentlicht wurde.

Europa erlebte im Februar 2021 ein extremes Staubdepositionsereignis. Dies war die Gelegenheit, die Wissenschaftler nutzten, um eine Citizen-Science-Kampagne zu starten, bei der Menschen, die in bestimmten schneebedeckten Gebirgszügen (einschließlich der Pyrenäen) leben, Schneeproben nehmen mussten, die dann auf Staub analysiert wurden. Die Initiative wurde von Marie Dumont vom Nationalen Zentrum für meteorologische Forschung in Frankreich geleitet.

Freiwillige und Wissenschaftler sammelten Schneeproben von 10 x 10 cm2 durch die gesamte Staubschicht in den europäischen Pyrenäen und Alpen (insbesondere in Frankreich, und der Schweiz) bis zu einer Höhe von 2.500 m über dem Meeresspiegel. Anschließend schickten sie den geschmolzenen Inhalt an Labore in Toulouse und Grenoble, Frankreich, wo die Proben für die Analyse der Staubpartikel gefiltert und getrocknet wurden.

Die Ergebnisse, die in Earth System Science Data veröffentlicht wurden, zeigen, dass über einen Zeitraum von vier Wochen 152 Schneeproben an 70 Orten gesammelt wurden. Das Staubvolumen in den Proben lag je nach Standort zwischen 0,2 und 58,6 g/m2, und die Partikelgröße nahm mit zunehmender Entfernung von der Sahara ab, da sich zuerst schwerere und größere Partikel ablagern, während das kleinere und leichtere Material vom Wind weiter weggetragen wird.

Auch die Zusammensetzung des Pulvers änderte sich mit der Entfernung, da eisenhaltige Partikel bevorzugt näher an der ursprünglichen Quelle abgelagert wurden, so dass die in den Pyrenäen getesteten Partikel 11 % Eisen enthielten. In den weiter nördlich gelegenen Schweizer Alpen sank dieser Prozentsatz hingegen auf 2%.

Staubansammlungen in eisigen und schneebedeckten Umgebungen können sich nachteilig auf diese Ökosysteme auswirken, da sie zu einer Verdunkelung der weißen Umgebung führen, was zu einer negativen Albedo-Rückkopplung führt. Dies liegt daran, dass dunklere Farben die Sonnenstrahlung aus dem Weltraum absorbieren und daher die Umgebung erwärmen, wodurch Schnee schmilzt. Es ist dasselbe, was passiert, wenn man im Sommer schwarze Kleidung trägt, die im Vergleich zu weißer Kleidung mehr Wärme verursacht, was dazu beiträgt, die Wärme zu reflektieren und den Träger kühler zu halten.

Darüber hinaus veranlasste der Dunst vom Februar 2021 viele Medien, diesen Staub zu veröffentlichen, der Radionuklide (ein chemisches Element, das beim Zerfall Strahlung freisetzt) von französischen Atomwaffentests in der Sahara in den 60er Jahren mit sich brachte.

Die Forscher überprüften diese Behauptung durch die Analyse der Cäsiumproben und stellten einen Anstieg dieses Elements in den Pyrenäen fest. Sie bestätigten auch einen Anstieg der kurzlebigen Radionuklide Beryllium und Blei, die oft mit radioaktivem Niederschlag in Verbindung gebracht werden, und erklärten, dass diese Elemente durch den jüngsten Schneefall, der atmosphärischen Staub enthielt, auf dem Boden abgelagert worden waren.

Die Plutoniumvorkommen unterschieden sich jedoch nicht wesentlich von den Hintergrundwerten, die in der nördlichen Hemisphäre infolge der Atomtests der USA und der UdSSR in den 50er und 60er Jahren aufgezeichnet wurden.

Dumont und Kollegen vermuten, dass sich der nukleare Fußabdruck dieses Plutoniums aufgrund der Verwendung anderer Brennstoffe und Motoren wahrscheinlich von dem unterscheidet, der sich aus den französischen Atomtests in der Sahara in den 1960er Jahren ergibt, so dass sie vorhersagen, dass der in der Sahara gemessene Anstieg der Cäsium- und Bleisignaturen auch die globalen Folgen dieser Tests der USA und der UdSSR sind. und nicht die französischen.

Wissenschaftler erinnern daran, dass die französischen Atomtests nur 0,017% der Leistung der Atomprojekte der USA und der UdSSR hatten.

Den Autoren zufolge bleibt noch viel zu tun, um festzustellen, wie sich die prognostizierte erhöhte Häufigkeit dieser Staubereignisse in Zukunft auf die Wasserressourcen, das Schmelzen und den Abfluss von Schnee und Eis, die Lawinengefahr und das Management von Skigebieten auswirken könnte.

Grundlagenstudie: https://essd.copernicus.org/articles/15/3075/2023/

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