… στον βυθό του Ειρηνικού Ωκεανού

Το βηρύλλιο είναι το χημικό στοιχείο που πέρα από τη δύσκολη ορθογραφία του, είναι ένα ανοιχτόχρωμο, δύστηκτο, αδιάλυτο ελαφρό μέταλλο που έχει γλυκιά γεύση. Προσοχή όμως, μην το δοκιμάσετε – είναι πολύ τοξικό^(*).

Από τα βασικά ισότοπα του βηρυλλίου (⁷Be, ⁸Be, ⁹Be,¹⁰Be) αυτό που είναι σταθερό και βρίσκεται ως μετάλλευμα στη Γη είναι το βηρύλλιο-9 (με 4 πρωτόνια και 5 νετρόνια στον πυρήνα του). Τα υπόλοιπα είναι ραδιενεργά με πεπερασμένο χρόνο ζωής. Το μακροβιότερο από αυτά είναι το βηρύλλιο-10, με χρόνο ημιζωής 1,4×10⁶ χρόνια. Το ραδιενεργό βηρύλλιο-10 (με 4 πρωτόνια και 6 νετρόνια στον πυρήνα του) παράγεται από την αλληλεπίδραση των κοσμικών ακτίνων με το οξυγόνο και το άζωτο της ατμόσφαιρας. Αυτό το κοσμογονικής προέλευσης βηρύλλιο-10 συσσωρεύεται στην επιφάνεια του εδάφους, μέχρι να διασπαστεί μετά από χιλιάδες έως εκατομμύρια χρόνια σε βόριο-10, εκπέμποντας ένα ηλεκτρόνιο (διάσπαση β^–).

Πρόσφατα, το βηρύλλιο-10 εμφανίστηκε στην επικαιρότητα εξαιτίας μιας απροσδόκητης αφθονίας του που ανακαλύφθηκε σε δείγματα από τον βυθό του Ειρηνικού. H ανακάλυψη έγινε από τους ερευνητές Dominik Koll et al και δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature με τίτλο, «A cosmogenic ¹⁰Be anomaly during the late Miocene as independent time marker for marine archives» . Μια τέτοια ανωμαλία μπορεί να αποδοθεί στις μεταβολές των ωκεάνιων ρευμάτων ή σε αστροφυσικά γεγονότα που συνέβησαν πριν από 10 εκατομμύρια χρόνια περίπου. Τα ευρήματα μπορούν να χρησιμεύσουν ως παγκόσμιος δείκτης χρόνου βοηθώντας την γεωλογική χρονολόγηση σε βάθος εκατομμυρίων ετών.

Η μέθοδος ραδιοχρονόγησης που βασίζεται στο ραδιενεργό ισότοπο του άνθρακα-14 (με χρόνο ημιζωής 5700 χρόνια) περιορίζεται στη χρονολόγηση οργανικών δειγμάτων ηλικίας όχι μεγαλύτερης των 50.000 ετών. Για αρχαιότερα δείγματα, πρέπει να χρησιμοποιήσουμε άλλα ισότοπα, όπως το κοσμογονικό βηρύλλιο-10 που έχει χρόνο ημιζωής 1,4 εκατομμύρια έτη. Με το ραδιενεργό βηρύλλιο-10 μπορεί να επιτευχθεί γεωλογική χρονολόγηση που μπορεί να φτάσει στα 10 εκατομμύρια χρόνια και πλέον.

Οι ερευνητές Koll et al ανέλυσαν γεωλογικά δείγματα που ανασύρθηκαν από βάθος αρκετών χιλιομέτρων στον Ειρηνικό Ωκεανό. Τα δείγματα αποτελούνταν κυρίως από σιδηρομαγγάνιο, που είχε σχηματίστηκε αργά αλλά σταθερά εδώ και εκατομμύρια χρόνια. Βρήκαν την περιεκτικότητα του βηρύλλιο-10 χρησιμοποιώντας μια εξαιρετικά ευαίσθητη μέθοδο – Accelerator Mass Spectrometry (AMS). Σε αυτή τη διαδικασία, το δείγμα καθαρίζεται χημικά πριν υποβληθεί σε ανάλυση για ίχνη ισοτόπων. Μεμονωμένα άτομα από το δείγμα επιταχύνονται με υψηλή τάση, εκτρέπονται από μαγνήτες και στη συνέχεια καταγράφονται από εξειδικευμένους ανιχνευτές. Αυτή η μέθοδος επιτρέπει την ακριβή ταυτοποίηση του βηρύλλιο-10, διακρίνοντάς το από άλλα ισότοπα βηρυλλίου καθώς και από ισότοπα με την ίδια μάζα, όπως το βόριο-10.

Η ερευνητική ομάδα αναλύοντας τα δεδομένα που συλλέχθηκαν βρέθηκε προ εκπλήξεως: Βρήκαν σχεδόν διπλάσια ποσότητα ¹⁰Be από ό,τι περίμεναν σε στρώματα του φλοιού της Γης που σχηματίστηκαν πρν από 10 εκταομμύρια χρόνια. Για να εξαλειφθεί κάθε πιθανότητα μόλυνσης, ανέλυσαν πρόσθετα δείγματα από τον Ειρηνικό, τα οποία επίσης παρουσίαζαν την ίδια ανωμαλία. Αυτή η συνέπεια επιτρέπει στην ομάδα να καταλήξει στο συμπέρασμα ότι πρόκειται για ένα πραγματικό φαινόμενο.

Πώς όμως προέκυψε μια τόσο εντυπωσιακή αύξηση της συγκέντρωσης πριν από περίπου 10 εκατομμύρια χρόνια; Οι ερευνητές προτείνουν δύο πιθανές ερμηνείες. Η πρώτη σχετίζεται με την κυκλοφορία των ωκεανών κοντά στην Ανταρκτική, η οποία πιστεύεται ότι έχει αλλάξει δραστικά πριν από 10 έως 12 εκατομμύρια χρόνια. Αυτό θα μπορούσε να έχει προκαλέσει την άνιση κατανομή του ¹⁰Be σε όλη τη Γη για μια χρονική περίοδο λόγω των αλλοιωμένων ωκεάνιων ρευμάτων. Ως αποτέλεσμα, το ¹⁰Be θα μπορούσε να είχε συγκεντρωθεί περαιτέρω στον Ειρηνικό Ωκεανό.

Η δεύτερη υπόθεση έχει αστροφυσικό προέλευση. Πιο συγκεκριμένα η αφθονία προέκυψς από την κοσμική ακτινοβολία που προκάλεσε έκρηξη σουπερνόβα κοντά στη Γη πριν από 10 εκατομμύρια χρόνια. Εναλλακτικά, η Γη μπορεί να είχε χάσει προσωρινά την προστατευτική ηλιακή της ασπίδα – την ηλιόσφαιρα – εξαιτίας της σύγκρουσης με κάποιο πυκνό διαστρικό σύννεφο, καθιστώντας την πιο ευάλωτη στην κοσμική ακτινοβολία.

Αν η ανωμαλία στη συγκέντρωση του βηρυλλίου υπάρχει σε όλη την υδρόγειο, ισχύει η αστροφυσικής υπόθεση. Αν όμως ανιχνευόταν μόνο σε συγκεκριμένες περιοχές, θα ίσχυε η ερμηνεία σχετικά με την μεταβολή των ωκεάνιων ρευμάτων.

διαβάστε περισσότερες λεπτομέρειες στην ανακοίνωση του Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR): «Anomaly in the deep sea» – https://www.hzdr.de/db/Cms?pOid=74044&pNid=0&pLang=en

(*) Το 1999, αμερικανική κυβέρνηση παραδέχθηκε, προς μεγάλη της αισχύνη, ότι είχε εκθέσει εν γνώσει της περί τους 26.000 επιστήμονες και τεχνικούς σε υψηλές συγκεντρώσεις σκόνης βηρυλλίου, με αποτέλεσμα εκατοντάδες από αυτούς να προσβληθούν από χρόνια βηρυλλίωση. Οι περισσότεροι εργάζονταν στους τομείς της αεροναυπηγικής, της εθνικής άμυνας και της ατομικής ενέργειας, βιομηχανίες τις οποίες η κυβέρνηση θεωρούσε πολύ σημαντικές ώστε να παρακωλήσει τη λειτουργία τους. Έτσι, απέφυγε τόσο να βελτιώσει τις προδιαγραφές ασφαλείας όσο και να αναπτύξει κάποια εναλλακτική επιλογή έναντι του βηρυλλίου. Η εφημερίδα Pittsburgh Post-Gazette δημοσίευσε ένα μακροσκελές και άκρως επιβαρυντικό πρωτοσέλιδο άρθρο στο φύλλο της 30ής Μαρτίου 1999. Είχε τίτλο «Decades of Risk», αλλά η ουσία της ιστορίας συλλαμβάνεται καλύτερα σε έναν από τους υπότιτλους: «Θανάσιμη συμμαχία: Πώς η βιομηχανία και η κυβέρνηση επέλεξαν τα όπλα έναντι των εργατών».

Κατηγορίες:ΓΕΩΛΟΓΙΑ, ΓΕΩΦΥΣΙΚΗ, ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ, ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ

Ετικέτες: PHYSICS