Het radioactief isotoop chloor-36 werd in de jaren vijftig en zestig op de ijskap afgezet. En blijkt er heel verrassend nog steeds te huizen.

In de jaren vijftig en zestig voerden de Verenigde Staten meerdere kernproeven uit in de Stille Oceaan. Hierbij ontstonden grote concentraties chloor-36: een radioactief isotoop van chloor. Deze isotopen belandden in de stratosfeer en verspreidden zich over de aarde, om uiteindelijk ook op de Antarctische ijskap te worden afgezet. Een nieuw onderzoek onthult nu dat dit radioactieve chloor op sommige plekken nog steeds uit de Antarctische ijskap lekt. En dat is verrassend, zo schrijven de wetenschappers in het blad Journal of Geophysical Research: Atmosphere.

Andere isotopen
Bij de kernproeven die in de jaren vijftig en zestig werden uitgevoerd, kwamen namelijk nog andere radioactieve isotopen vrij. En wetenschappers hebben voor veel van deze radioactieve isotopen reeds uitgezocht hoe het deze in de decennia na de kernproeven verging. Voor de meeste radioactieve isotopen geldt dat de concentratie ervan inmiddels is gedaald naar het niveau van voor de kernproeven. De onderzoekers hadden dan ook verwacht dat ook de concentratie chloor-36 op Antarctica inmiddels vergelijkbaar zou zijn met de concentratie die werd gemeten voor de Amerikaanse kernproeven werden uitgevoerd (zie kader). Maar het tegendeel blijkt dus waar te zijn.


Over chloor-36
Chloor-36 kan vrijkomen tijdens kernproeven, doordat neutronen een reactie aangaan met chloor in zeewater. Maar chloor-36 komt ook van nature voor in het milieu. Zo kan het ook ontstaan wanneer argongas in de atmosfeer van de aarde de reactie aangaat met kosmische straling. Kortom: er is sowieso altijd sprake van een bepaalde concentratie chloor-36. De toevoeging van door mensen gegenereerde chloor-36 heeft deze concentratie in de jaren vijftig en zestig echter flink verhoogd. Een belangrijk verschil tussen het natuurlijke chloor-36 in de Antarctische sneeuw en de antropogene variant, is dat natuurlijk chloor-36 permanent opgesloten zit in Antarctisch ijs, terwijl antropogeen chloor-36 wel aan de sneeuw kan ontsnappen.

Het onderzoek
De onderzoekers verzamelden ijsmonsters bij het Russische onderzoeksstation Vostok en bij Talos Dome, dat zo’n 1400 kilometer zuidelijker ligt. Een belangrijk verschil tussen deze twee locaties is dat zich nabij Vostok weinig en bij Talos Dome juist veel sneeuw ophoopt. De bemonstering wees uit dat de concentratie chloor-36 bij Talos Dome door de tijd heen geleidelijk was afgenomen en in 1980 was deze nog maar vier keer hoger dan de natuurlijke concentratie chloor-36. Bij Vostok lag de concentratie echter nog steeds heel hoog: in 2008 zelfs tot wel tien keer hoger dan de verwachte natuurlijke concentratie chloor-36. Bij het onderzoeksstation van de Russen lekt het tijdens de kernproeven geproduceerde chloor-36 bovendien nog altijd uit de sneeuw, zo stellen de onderzoekers in hun paper. Dat is echter geen reden tot zorg voor het milieu of de gezondheid van de onderzoekers die hier actief zijn; de mate van radioactiviteit is daarvoor te beperkt.

Hardnekkig en mobiel
Wat het onderzoek wel duidelijk laat zien is dat chloor-36 veel hardnekkiger is dan gedacht én zich tevens anders gedraagt dan werd aangenomen. Zo vergeleken de onderzoekers hun bij Vostok verzamelde ijsmonsters met monsters die in 1980 op dezelfde plek waren verkregen. Ze keken daarbij ook naar de diepte waarop de monsters waren verzameld en ontdekten dat het radioactieve chloor zich door de tijd heen dichter naar het oppervlak had bewogen. Blijkbaar verspreidde het zich niet alleen vanuit het oppervlak van de sneeuwlaag naar de atmosfeer, maar baande het zich vanuit dieper gelegen sneeuwlagen ook een weg naar het oppervlak. Het betekent dat dit radioactieve isotoop veel mobieler is dan werd aangenomen.

Het onderzoek heeft belangrijke implicaties voor het dateren van ijskernen. Hierbij laat men zich onder meer leiden door natuurlijke radioactieve isotopen van chloor die – in tegenstelling tot de antropogene tegenhangers – niet aan de ijskap kunnen ontsnappen, maar daar permanent in zitten opgesloten. Meer inzicht in hoe antropogeen chloor-36 zich op bepaalde plekken op Antarctica door de sneeuw beweegt en uiteindelijk ook aan de sneeuw weet te ontsnappen, kan wellicht helpen om de ijskernen – en de klimaatinformatie die zij herbergen – nog nauwkeuriger te dateren.