國際冰川學聯合會（IFJ PAN）的科學家發現，不同半球的鈽同位素累積有顯著差異，其獨特的異常現象與火星-96太空船墜毀等事件有關。他們對冰川上的冰晶石進行的大規模研究揭示了冰晶石在集中放射性污染物方面的關鍵作用，引起了生態學的關注，並促使他們進行進一步的研究。

核子物理研究所（Institute of Nuclear Physics PAN）的科學家最近進行的調查為了解鈽同位素在南半球冰川上的累積情況提供了新的視角。

透過分析冰川上形成和聚集的冰川沉積物，研究人員不僅發現了兩個半球之間同位素濃度的顯著差異，還發現了前所未有的異常現象。這些異常現象可能與火星-96太空船墜毀等事件有關。

冰川不僅是山區景觀的一道風景線，而且在全球淡水儲備中發揮至關重要的作用。然而，全球暖化導致的冰川融化帶來了嚴重威脅。這些威脅包括海平面上升和對水力發電至關重要的水資源減少。

此外，隨著冰川融化，它們會釋放出放射性核素和其他污染物，這些污染物可能會遷移到附近的生態系統中。在那裡，這些污染物可能會累積，進入食物鏈，並可能破壞環境平衡。

由於自然過程和人類活動，環境中存在放射性元素。人工放射性核種（如鈽）主要透過核試驗、反應爐事故或含有放射性能源的衛星和太空探測器的故障釋放到環境中。

這些物質主要透過大氣傳播，在包括冰川在內的不同生態系中以稱為冰晶石的深色沉積物形式累積。一個典型的冰晶石洞直徑和深度不超過幾十公分。在其底部，有一種稱為冰凍岩的深色沉積物。它含有有機物質和污染物，即放射性核種、重金屬、殺蟲劑、微塑膠或抗生素。這些沉積物可能會對當地生態系造成潛在威脅。

一個典型的冰洞。資料來源：IFJ PAN

波蘭科學院核子物理研究所（IFJ PAN）利用新型質譜分析方法進行的最新研究使研究人員建立了南北半球冰川中鈽同位素（238，239，240Pu）資料庫。

分析的冰晶石樣本來自全球九個地區的49 個冰川，包括北極、阿爾卑斯、喜馬拉雅和南極洲。這些資料由一個國際研究小組在2000-2020 年間收集，研究經費來自國家科學中心的一個計畫。

“這是首次對低溫隕石樣本中的鈽濃度進行如此大規模的分析”–《全環境科學》（Science of the Total Environment）雜誌上發表文章的發起人和第一作者Edyta Łokas 博士（IFJ PAN ）說。

研究結果提供了有關冰川中鈽同位素的累積、分佈和來源的獨特資訊。 239+240鈽活度的濃度在北半球比在南半球高得多，這反映了核武試驗產生的鈽在兩個半球之間的不均勻沉積。在北半球，斯堪的納維亞半島和阿爾卑斯山脈的鈽濃度最高。在238Pu的情況下，並沒有發現半球之間有相關差異。南半球的冰晶石在鈽活性和質量比方面都具有高度的異質性。

Edyta Łokas 博士從冰川中採集冰晶石樣本。圖片來源：IFJ PAN

在巴塔哥尼亞Exploradores冰川的冰磧物中首次觀測到了238Pu/239+240Pu的同位素比率，這是迄今為止在文獻中從未見過的。研究人員推測，238Pu過量可能與蘇聯太空探測器MARS-96的墜落有關。這太空探測器含有一個238Pu的發生器，這可能是附近冰川上這種同位素濃度較高的原因。研究結果是首次觀測到南半球鈽同位素比值異常。

此外，來自南美洲冰川的冰晶石樣本顯示出240Pu/239Pu的品質比明顯偏離文獻中發現的品質比，這可能表明鈽的主要來源與法屬玻里尼西亞地區進行的低空核試驗有關。

冰川表面鈽同位素沉積示意圖。資料來源：IFJ PAN

” 我們觀測到的冰凍岩中的鈽活性濃度–尤其是在北半球–比用於監測環境的其他環境基質（如地衣、苔蘚、土壤和沈積物）中的濃度高出幾個數量級。同時，我們的發現也強調了低溫凍土在累積放射性污染物方面的重要性，這些污染物可能會對周圍的動植物群構成潛在威脅，同時它們還能幫助我們追蹤這些污染物的擴散情況」。 Edyta Łokas 博士指出。

來自IFJ PAN 的研究小組將繼續他們的工作。與克拉科夫AGH 大學合作進行的下一項調查是在挪威的約斯特達爾布林冰蓋進行的。這次考察於2024 年8 月組織，旨在更深入了解污染物在冰川中的累積過程及其來源。

編譯自/ ScitechDaily