Nauka: Šiljak bomba, skriveno nasleđe nuklearnog oružja u ljudskim ćelijama

U vašim je zubima, očima, baš kao i u mozgu.

Naučnici ga zovu „šiljkom bombe“ (ili „pulsom bombe“), a njegov otisak je u ljudskom telu više od pola veka.

Pedesetih je bilo toliko mnogo eksplozija nuklearnih bombi detoniranih iznad zemlje da su transformisale hemijski sastav atmosfere, promenivši od tada ugljenički sastav života na Zemlji, zajedno sa okeanima, sedimentima, stalaktitima i još mnogo toga.

Za razliku od direktnog radioaktivnog otpada iz eksplozija, „šiljak bombe“ nije štetan.

Poslednjih godina pokazao se iznenađujuće korisnim za naučnike.

Neki su čak otišli toliko daleko da ga opišu kao „pozitivnu strana oblaka u obliku pečurke“.

• Francuska prikrivala pravi uticaj nuklearnih testova u Pacifiku
• Džinovska atomska bomba koja je bila prevelika da se upotrebi
• Kako proceniti rizik od atomskog rata

Zašto?

Dokazi o postojanju pulsa toliko su sveobuhvatni da mogu, između mnogo drugih uvida, da pokažu forenzičkim naučnicima kada je neko rođen ili preminuo, da omoguće otkriće starosti neurona u našem mozgu, da otkriju poreklo divljih životinja ulovljenih u krivolovu, odrede godište crvenog vina i čak pokažu pravu starost vekovnih ajkula.

A sada bi mogao da pomogne i da se definiše nova geološka era.

Grupa naučnika je u julu predložila da njegovo prisustvo u kanadskom jezeru, zajedno sa drugim markerima ljudskih tvorevina iz polovine 20. veka, označava zvaničan početak antropocena.

Šta je, dakle, tačno „šiljak bombe“ i šta može da otkrije o nama i o svetu?

Pre nego što je Sporazum o zabrani nuklearnih testiranja iz 1963. godine obavezao zemlje potpisnice da vrše testove nuklearnih bombi ispod zemlje, vlade su aktivirale stotine atomskih bombi na otvorenom.

Više od 500 od tih eksplozija, koje su uglavnom aktivirale SAD i Rusija, ispustile su sadržaje u atmosferu.

Pouzdano je utvrđeno da su ovi testovi naširoko raspršili radioaktivni materijal, naudivši ljudima i divljim životinjama, načinivši čitave regione nenastanjivim.

Možda je manje poznato izvan naučne laboratorije da su bombe reagovale i sa prirodnim azotom da bi formirale nove izotope, naročito ugljenik-14.

Do šezdesetih, testiranje bombi iznad zemlje proizvelo je skoro dvaput više ugljenika-14 u atmosferi nego što ga je bilo ranije.

Prvo je izotop ušao u vodu, sedimente i vegetaciju, a potom je preko lanca ishrane stigao i do ljudi.

Dopreo je čak i do organizama u najdubljim okeanskim rovovima.

„U suštini, svaki rezervoar ugljenika na Zemlji koji se našao u razmeni sa atmosferskim ugljen dioksidom od kasnih pedesetih obeležen je bombinim ugljenikom-14″, piše Valter Kučera sa Univerziteta u Beču, koji je objavio pregled naučne primene šiljka bombe u časopisu Radiokarbon 2022. godine.

Pogledajte i ovu priču

Polovinom 20. veka, naučnici su primetili porast ugljenika-14 kad su atmosferska testiranja prekinuta, ali su im bile potrebne čitave decenije da shvate da ti povišeni nivoi mogu biti od velike koristi.

Još od pedesetih, oni koriste ugljenik-14 da datiraju paleolitske ostatke ili drevne tekstove, ali to je bilo zasnovano na njegovom radioaktivnom raspadu, poznatom kao radiokarbonsko datiranje.

Izotop je nestabilan: on se polagano raspada u azot sa vremenom poluraspada od 5.730 godina.

Kad bi, na primer, neandertalac umro, količina ugljenika-14 u njegovim kostima i zubima počela bi postepeno da opada.

Ako izmerite količinu tog opadanja, dobićete datum njegovog rođenja.

Radiokarbonsko datiranje, međutim, obično je ograničeno na uzorke koji su stariji od 300 godina, zbog spore stope raspada izotopa.

Mlađi od toga nisu se raspali dovoljno da bi se dobio tačan datum.

Skorašnje datiranje dodatno komplikuje naknadno ispuštanje ugljen-dioksida u atmosferu posle Industrijske revolucije, poznato kao Suesov efekat.

Na prelasku u novi vek, međutim, naučnici su shvatili da bi šiljak bombe mogao da im pomogne da iskoriste ugljenik-14 na drugačiji način, u datiranju poslednjih 70-80 godina.

Još od vrhunca iz pedesetih, nivo izotopa u prirodi (i ljudskim bićima) postepeno opada.

Naučnici stoga mogu da analiziraju procenat ugljenika-14 u bilo kojoj organskoj supstanci koja je razmenila atmosferski ugljenik posle testiranja, i odredi prozor u kom je nastao, sve do tolerancije od jedne do dve godine.

A to uključuje i vas i mene.

Ako ste rođeni pedesetih, vaše tkivo je akumuliralo više ugljenika-14 od deteta iz osamdesetih, ali nivoi se tek sada približavaju pred-atomskom stanju.

Forenzička analiza

Jedna od najranijih namena šiljka bombe bila je pomoć kriminalističkim istražiteljima koji su želeli da utvrde starost neidentifikovanih posmrtnih ostataka.

Forenzički naučnici otkrili su da mogu da izmere ugljenik-14 u zubima, kosi, pa čak i sočivu oka i da im to pomogne da procene koliko je stara osoba ili kada je umrla, prema rečima Eden Džonston-Belford sa Univerziteta Moneš i Soren Blau sa Viktorijinog instituta za forenzičku medicinu u Australiji.

U pregledu iz 2019. godine, Džonston Belford i Blau navode brojne primere kad je šiljak bombe pomogao u policijskim istragama.

Istražitelji su ga 2010. godine iskoristili da potvrde da je telo pronađeno u jezeru u severnoj Italiji bacio ubica prethodne godine.

Njih dve takođe ističu da poznavanje prolaska vremena od smrti može da bude „ključni faktor u slučajevima kršenja ljudskih prava kao što su ratni zločini, genocid i vansudska pogubljenja“.

Godine 2004, datiranje uzoraka kose iz masovne grobnice u Ukrajini preko šiljka bombe omogućilo je istražiteljima da identifikuju nacistički ratni zločin počinjen između 1941. i 1952. godine.

Višestruka namena „šiljka bombe“

Godište vina: Istraživači sa Univerziteta u Adelejdu su 2011. pokazali da ugljenik-14 u grožđu i druga jedinjenja mogu precizno da datiraju vino.

Poreklo slonova: Analiza šiljka bombe u kljovama ulovljenim u krivolovu pokazala je da su slonovi stradali u prethodne tri godine, što je pomoglo da se objasni pad broja njihove populacije.

Starost ajkule: Ove životinje Grenlanda zapanjujuće su stare, ali je tek analiza ugljenika-14 u sočivu njihovog oka pokazala koliko tačno godina imaju: 400.

Šiljak bombe je takođe doveo do novih naučnih otkrića, pruživši nove uvide u ćelije u našem telu i mozgu.

Biološkinja Kirsti Spolding sa Instituta Karolinska iz Švedske je sa kolegama 2005. godine pokazala da je moguće datirati relativno godište naših ćelija analizom ugljenika-14 u njihovoj DNK.

U nekoliko narednih studija, ona je koristila ovu tehniku da odgovori na pitanje da li su određene ćelije u našem telu od rođenja ili se neprestano zamenjuju.

Spolding i kolege su 2008. godine pokazali da telo neprestano zamenjuje ćelije masti po imenu adipociti kako ćelije odumru.

Broj ovih ćelija masti, otkrila je ona, ostaje dosledan tokom čitavog odraslog perioda života, što nudi nove načine za borbu protiv gojaznosti.

„Razumevanje ovog dinamičkog procesa otvara nove puteve za terapiju, što bi moglo da uključi manipulisanje stopom rođenja ili smrti ćelija masti, u kombinaciji sa vežbom i dijetom i to bi moglo da pomogne da se smanji broj ćelija masti kod gojaznih ljudi“, kaže ona.

Isti tim je i 2013. godine koristio šiljak bombe da bi proučio obnavljanje moždanih ćelija.

Mnogo godina su istraživači pretpostavljali da je broj neurona u detinjstvu fiksan i zaista njeno najranije istraživanje sugerisalo je da je tako u oblastima kao što je korteks.

Međutim, koristeći ugljenik-14 za datiranje neurona u hipokampusu, ona i njen tim su potvrdili da bi novi neuroni tamo mogli da se proizvode tokom čitavog odraslog perioda života.

Potvrđeno drugim istraživanjima, moguće postojanje „odrasle neurogeneze“ pokazalo se jednim od najvažnijih otkrića neuronauke u poslednjih 20 godina.

Iako je daleko od toga da je ovaj naučni metod do kraja utvrđen, on predlaže nove puteve za medicinske strategije koje bi mogle da spreče gubitak neurona usled bolesti ili čak da poveća generaciju novih.

• Nacionalni DNK registar: Hoće li izmene doneti prave promene u Srbiji
• Kako je izgledalo lice tinejdžerka rođene pre 1.300 godina
• Može li Srbija dobiti bitku sa gojaznošću dece

Rađanje novog doba

Šiljak bombe je nedavno nominovan kao jedan od nekoliko markera koji bi mogli pomoći da se zvanično odredi zora antropocena – nove geološke ere koju definiše ljudska aktivnost.

Nedugo pošto je prvi put izneta ideja o antropocenu, geolozi su počeli da raspravljaju o tome kako definisati njegovu lokaciju na Zemlji takozvanim „zlatnim šiljkom“- slojem stene, leda ili taloga u kom nova era počinje u stratigrafskoj evidenciji.

Svaki veliki geološki period ga poseduje.

Početak holocena označava konkretna ledeni kora iz središta Grenlanda.

Osnova jurskog doba počinje u austrijskim Alpima, u planinama Karvendel, gde se prvi put pojavljuje amonit glatke ljušture psiloceras.

Jedan od najstarijih zlatnih šiljaka na Zemlji koji se može pronaći u planinama Flajnders u Australiji, obeležava početak edijakarijuma pre više od 600 godina – perioda kad je klima periodično ulazila u „Zemlju snežne grudve“.

Tokom godina, istraživala su se razna obeležja ljudske aktivnosti kao mogućnost da se obeleži zora antropocena.

Mogao je to da bude porast metana koji je izazvala rana zemljoradnja pre više hiljada godina (viđena u uzorcima leda), dokazi ranog zagađenja olovom od rudarenja i topljenja pre 3.000 godina, ili rast nusproizvoda fosilnih goriva tokom Industrijske revolucije.

Međutim, 2016. godine je Radna grupa za antropocen (AVG), deo organizacije zadužene za donošenje te odluke, predložila pedesete, kad je ugljenik-14 ušao u geološku evidenciju, zajedno sa drugim nuklearnim markerima poput otpada plutonijuma, izotopi kao što su cezijum-137 i stroncijum-90, kao i sedimenti koje je napravio čovek poput sferoidne ugljenične čestice (SCP), tip letećeg pepela koji nastaje sagorevanjem uglja na visokim temperaturama.

Nisu se svi slagali da su pedesete dobra ideja.

Jedan član grupe nedavno je podneo ostavku iz protesta, tvrdeći da je temeljan ljudski uticaj započeo mnogo ranije.

Međutim, radna grupa tvrdi da polovina 20. veka predstavlja jasnu, prepoznatljivu tačku u geološkim slojevima kada je čovečanstvo istinski i do kraja iskazalo sopstveno prisustvo u prirodi širom planete.

Oni kažu da se period poklapa sa „velikim ubrzanjem“, kad je naš uticaj na planetu eksplodirao kroz eksponencijalni rast emisija gasova efekta staklene bašte, vodu, upotrebu zemljišta, acidifikaciju okeana, eksploataciju ribnjaka, gubitak tropskih šuma.

Šiljak bombe će trajati još dugo, omogućujući geolozima da ga vide i za desetine hiljada godina.

„Radiokarbonski signal će biti vidljiv još oko 60.000 godina i prilično je rutinska analiza“, kaže geolog Kolin Voters sa Univerziteta u Lesteru, koji predsedava AVG-om.

AVG je proučavao 12 kandidata za lokacije koje bi mogle biti domaćin zlatnog šiljka, među njima i pećinu u Italiji u kojoj su puls bombe i drugi markeri sačuvani u stalaktitima, arheološku iskopinu u Beču, deo tresetišta blizu granice Češke sa Poljskom i koralni greben uz severoistočnu obalu Australije.

Prošlog meseca su predložili (uskoro možda ozloglašenog) „pobednika“: Jezero Kraford u Ontariju, u Kanadi.

Uzorak iz blatnjavih sedimenata jezera, u kom se nalazi ugljenik-14, posebno upadljiv plutonijumski marker i drugi tragovi koji su čovečijih ruku delo, čuvaće se u muzeju u glavnom gradu Kanade Otavi, uz propratnu mesinganu ploču.

Iako su velike šanse da će jezero postati zvanična lokacija, ako bude bila prihvaćena, to tehnički znači da ćemo i mi sadržati jedan od markera zore antropocona u našim ćelijama.

Buduće generacije neće, zato što se povišeni ugljenik-14 maltene vratio na pređašnji nivo.

Ako arheolozi sutrašnjice slučajno budu proučavali naše očuvane posmrtne ostatke, to bi moglo da im ispriča nešto o jedinstvenoj tački u istoriji: o vremenu nuklearnih bombi, velikog ubrzanja i veka u kom su ljudska bića počela da vrše uticaj na prirodu kao niko pre njih.

Pratite nas na Fejsbuku, i Vajberu. Ako imate predlog teme za nas, javite se na bbcnasrpskom@bbc.co.uk