Μπορεί η ζωή να επιβιώσει σε ένα ραδιενεργό περιβάλλον;

Στις αρχές του 2018, το Ρολόι της Κρίσης σημείωσε δύο λεπτά προς τα εμπρός για την αποκάλυψη – το πιο κοντινό που ήταν από το 1953, όταν οι ΗΠΑ και η Σοβιετική Ένωση δοκίμασαν βόμβες υδρογόνου.

The Bulletin Of The Atomic Scientists επέλεξε να μετακινήσει το ρολόι προς τα εμπρός λόγω των αυξανόμενων ανησυχιών για πιθανό πυρηνικό πόλεμο, είτε τέτοια γεγονότα οφείλονται σε διαμάχες μεταξύ των ΗΠΑ και της Βόρειας Κορέας, του Πακιστάν και της Ινδίας ή κάποιο άλλο σημείο κρίσης.

Διαβάστε περισσότερα:

• Θα μπορούσε να συμβεί ξανά το Τσερνόμπιλ χωρίς ανθρώπινο λάθος;
• Πώς τα φυτά μπορούν να επιβιώσουν στις διαστημικές αποστολές και στο Τσερνόμπιλ

Στο παρελθόν, έχουμε δει τις άμεσες επιπτώσεις της ακτινοβολίας, μέσω πυρηνικών βομβών ή αστοχιών σταθμών παραγωγής ενέργειας. Επισκεπτόμενοι τοποθεσίες ραδιενεργών όπως αυτές, οι επιχειρηματίες επιστήμονες μπορούν να μάθουν για τις μακροπρόθεσμες επιπτώσεις της ακτινοβολίας στο περιβάλλον, ώστε να ξέρουμε τι να περιμένουμε σε περίπτωση που κάποιος πατήσει το μεγάλο κόκκινο κουμπί.

Πυρηνικά

Ένα μέρος που μπορεί να προσφέρει κάποιες ενδείξεις είναι η Ατόλη Μπικίνι, ένας κοραλλιογενής ύφαλος σε σχήμα δακτυλίου που βρίσκεται στα Νησιά Μάρσαλ. Το 1946, οι ΗΠΑ εκκένωσαν τους κατοίκους του Μπικίνι και μετά πέρασαν 12 χρόνια δοκιμάζοντας την πυρηνική τους δύναμη πυροδοτώντας εκεί 23 πυρηνικές βόμβες, συμπεριλαμβανομένης μιας που είχε 1.000 φορές μεγαλύτερη ισχύ από εκείνη που κατέστρεψε τη Χιροσίμα και ήταν η μεγαλύτερη πυρηνική συσκευή που εξερράγη ποτέ οι ΗΠΑ. Είναι ένα μέρος, μπορεί να σκεφτείτε, που θα στερούσε εντελώς ζωή μέχρι σήμερα.

Αλλά το 2016, ο Steve Palumbi, καθηγητής θαλάσσιων επιστημών στο Πανεπιστήμιο Stanford στην Καλιφόρνια, επισκέφτηκε το Bikini για να καταγράψει τη θαλάσσια ζωή. Ενδιαφέρθηκε αρχικά για το μπικίνι ενώ ερευνούσε το βιβλίο του The Extreme Life Of The Sea . Έμαθε ότι η ηλικία των οργανισμών μπορούσε να προσδιοριστεί μετρώντας τα επίπεδα του τεχνητού άνθρακα-14 που προκλήθηκαν από δοκιμές βομβών υδρογόνου στα μέσα του περασμένου αιώνα. Έτσι, όταν προσκλήθηκε από τον αμερικανικό τηλεοπτικό σταθμό PBS να κάνει μια σειρά ντοκιμαντέρ με τίτλο The Big Pacific , είπε στους παραγωγούς ότι ήθελε να πάει στην Ατόλη Μπικίνι.

Αντί να το βρει άγονο, ανακάλυψε μια ποικιλία ειδών, όπως κοράλλια, ψάρια, καρχαρίες και καβούρια που ευδοκιμούν στα νερά της ατόλης. Αναμφίβολα, η πλήρης απουσία ανθρώπων για περισσότερες από επτά δεκαετίες έχει βοηθήσει στη δημιουργία μιας αδιατάρακτης περιοχής στην οποία θα μπορούσε να ανθίσει η άγρια ​​ζωή.

«Όταν αρχίσατε να εξετάζετε τις αναφορές και τις υποδείξεις, περιμέναμε να δούμε κάποια ανάκαμψη – απλώς δεν είχαμε ιδέα πόσο εκτεταμένη», λέει. Και σύμφωνα με τις παρατηρήσεις της ομάδας του, οι οργανισμοί εμφανίζονταν αρκετά φυσιολογικοί, χωρίς εμφανή μεταλλαγμένα χαρακτηριστικά. «Υπάρχουν πολλά περίεργα πράγματα εκεί – όπως οι καρύδες στο μέγεθος και το σχήμα των κολοκυθιών [κολοκυθάκια] στα δέντρα», λέει. «Αλλά μπορείς πραγματικά να κολλήσεις αυτά τα πράγματα στην ακτινοβολία; Δεν είναι τόσο ξεκάθαρο.»

Η Ουκρανία παρέχει ένα άλλο παράδειγμα των εκπληκτικών τρόπων με τους οποίους η ζωή μπορεί να ανακάμψει μετά την έκθεση στην ακτινοβολία. Νωρίς στις 26 Απριλίου 1986, ο αντιδραστήρας 4 του πυρηνικού σταθμού του Τσερνομπίλ εξερράγη, λόγω ενός θανατηφόρου συνδυασμού μηχανικού σφάλματος και ανθρώπινου λάθους. Μεταξύ της έκρηξης και της πυρκαγιάς που ακολούθησε, η οποία μαίνονταν για 10 ημέρες, η πυρηνική καταστροφή του Τσερνομπίλ εκτόξευσε περίπου 400 φορές περισσότερο ραδιενεργό υλικό στην ατμόσφαιρα από αυτό που απελευθερώθηκε από τις βόμβες Χιροσίμα και Ναγκασάκι μαζί. Τελικά, οι αξιωματούχοι εκκένωσαν περίπου 330.000 ανθρώπους από την περιοχή και δημιούργησαν τη λεγόμενη Ζώνη Αποκλεισμού του Τσερνομπίλ που σήμερα καλύπτει περίπου 4.200 χλμ., με βάση τέσσερα επίπεδα μόλυνσης.

«Δεν ξέρουμε πραγματικά πολλά για το τι συνέβη αμέσως μετά την καταστροφή στο Τσερνόμπιλ, εκτός από το γεγονός ότι τα πάντα εξαφανίστηκαν για πολλά χιλιόμετρα – από δέντρα, μέχρι θηλαστικά, μέχρι έντομα», λέει ο καθηγητής Timothy Mousseau, ένας. βιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Νότιας Καρολίνας.

Δρόμος προς την ανάκαμψη

Τις δεκαετίες από τότε, οι ερευνητές παρακολούθησαν στενά την περιοχή για σημάδια ανάκαμψης. Ο καθηγητής Jim Smith, περιβαλλοντικός επιστήμονας στο Πανεπιστήμιο του Πόρτσμουθ, έχει συνεργαστεί με επιστήμονες από τη Λευκορωσία για να παρακολουθήσει ορισμένα από τα θηλαστικά που ζουν στη ζώνη, όπως αγριογούρουνο, άλκες και λύκους. Παραδόξως, λέει, οι πληθυσμοί φαίνεται να έχουν ανακάμψει, τόσο όσον αφορά την αφθονία όσο και την ποικιλομορφία. Όπως εξηγεί ο Smith, η μόλυνση εντός της ζώνης είναι άνιση:περίπου το 1 τοις εκατό της περιοχής αποτελείται από περιοχές όπως το περίφημο Κόκκινο Δάσος, με τα επίπεδα ακτινοβολίας εκτός χάρτη, ενώ υπάρχουν πολύ χαμηλότερα επίπεδα αλλού. Αλλά ακόμη και στα hotspots, αυτός και οι συνεργάτες του δεν έχουν δει καμία μείωση στον πληθυσμό των μεγάλων θηλαστικών (εκτός από τους λύκους) σε σύγκριση με τα κοντινά φυσικά καταφύγια χωρίς ακτινοβολία.

Αν λοιπόν η άγρια ​​ζωή έχει ανθίσει τις δεκαετίες μετά από ένα πυρηνικό συμβάν, υποδηλώνει ότι αυτές οι περιοχές έχουν ανακάμψει γρήγορα; Απολύτως όχι, λέει η Palumbi για το Bikini. «Φαίνεται εντάξει, αλλά υπάρχει μια αόρατη απειλή εκεί», εξηγεί. Στις αρχές της δεκαετίας του 1970, ορισμένοι άνθρωποι που ζούσαν στην Ατόλη Μπικίνι πριν από τις δοκιμές βομβών είπαν ότι μπορούσαν να επιστρέψουν, για να εκκενωθούν εκ νέου λίγα χρόνια αργότερα λόγω των παρατεταμένων επιπέδων ακτινοβολίας που δεν είναι ασφαλή. «Αν κάνετε ακριβώς αυτό που δεν πρέπει να κάνετε και ακολουθήσετε τα σήματα [του μετρητή ακτινοβολίας] μέχρι εκεί που γίνεται ισχυρότερη, καταλήγετε στο πηγάδι νερού [μια πηγή γλυκού νερού]», λέει.

Μια μελέτη του 2016 που επανεξέτασε τα επίπεδα ακτινοβολίας στα Νησιά Μάρσαλ κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η μόλυνση του μπικίνι είναι υψηλότερη από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως, αν και σε άλλα νησιά φαίνεται να έχει εξαφανιστεί. Οι ερευνητές κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι το να καταλάβουν εάν τα νησιά είχαν γίνει κατοικήσιμα θα περιελάμβανε τον προσδιορισμό της δόσης ραδιενέργειας από την κατάποση τροφίμων που καλλιεργήθηκαν ή αλιεύτηκαν εκεί.

«Κάθε μέρα υπήρχαν στιγμές που σας έλεγαν ότι κάτι δεν πάει καλά με το μέρος, όπως όταν το σύστημα πλοήγησης του σκάφους ούρλιαζε ότι είχαμε προσαράξει επειδή χρησιμοποιούσε χάρτες από το 1935 και όπου ήμασταν αγκυροβολημένοι – σε 49 μέτρα νερού – ήταν ένα νησί τότε», λέει η Palumbi.

Η ιστορία στο Τσερνόμπιλ είναι ίσως ακόμη πιο περίπλοκη. Ο Mousseau επισημαίνει ότι, για την άγρια ​​ζωή, η παρουσία των ανθρώπων είναι κατά κάποιο τρόπο χειρότερη από μεγάλες δόσεις ραδιενέργειας. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι άνθρωποι καταπατούν τα ενδιαιτήματα πολλών ζώων μέσω της εγκατάστασης, του κυνηγιού και της γεωργίας. Γι' αυτό η ομάδα του μελετά οργανισμούς όπως μικρά τρωκτικά, έντομα, πουλιά και δέντρα. Καθώς αυτά επηρεάζονται λιγότερο από την παρουσία ή την απουσία ανθρώπων, δίνει στους επιστήμονες περισσότερες ευκαιρίες να ασχοληθούν με τις επιπτώσεις των ραδιενεργών ρύπων, λέει.

Ο Mousseau και οι συνάδελφοί του βλέπουν προβλήματα τόσο σε πληθυσμό όσο και σε ατομικό επίπεδο που πιστεύουν ότι προέρχονται από αυξημένα επίπεδα ακτινοβολίας. Για παράδειγμα, ανέφεραν αυξημένη συχνότητα καταρράκτη και γενικά μικρότερους εγκεφάλους σε πτηνά και μικρά θηλαστικά στο Τσερνόμπιλ. Σε εστίες ακτινοβολίας, το 40 τοις εκατό των πτηνών σε ορισμένα χρόνια ήταν εντελώς στείρα, ανακάλυψαν.

Επιπλέον, ενώ παρατήρησαν λύκους και ορισμένα άλλα ζώα να ευδοκιμούν, σε αντίθεση με την ομάδα του Smith, ανέφεραν μικρότερη αφθονία εντόμων, πτηνών και θηλαστικών σε περιοχές με υψηλή ραδιενέργεια, καθώς και μειωμένους ρυθμούς ανάπτυξης στα πεύκα. Διαπίστωσαν ότι τα απορρίμματα φύλλων ήταν πιο παχιά σε περιοχές με υψηλά επίπεδα μόλυνσης, γεγονός που υποδηλώνει ότι ο αριθμός των αποικοδομητών –όπως βακτήρια και μύκητες– είναι μειωμένος. Αυτοί οι οργανισμοί διαδραματίζουν ουσιαστικό ρόλο στη διάσπαση της οργανικής ύλης για την απελευθέρωση του άνθρακα και του αζώτου της. Στην πραγματικότητα, το ίδιο το Κόκκινο Δάσος δεν φαίνεται να αποσυντίθεται σωστά, παρόλο που πέθανε μετά την έκρηξη πριν από περισσότερα από 30 χρόνια.

Ελπίδα για τους ανθρώπους

Το πώς όλα αυτά μεταφράζονται στην ανθρώπινη υγεία δεν είναι ξεκάθαρο. Όσο πιο πολύπλοκος είναι ένας οργανισμός –και οι άνθρωποι είναι σχετικά πολύπλοκοι– τόσο πιο ευάλωτος στη ραδιενέργεια θεωρείται ότι είναι. Ωστόσο, ο κύριος λόγος που μέρη όπως το Μπικίνι και το Τσερνόμπιλ θεωρούνται πολύ επικίνδυνα για εμάς δεν οφείλεται σε κάποιες φυσιολογικές διαφορές μεταξύ ανθρώπων και άλλων ζώων, αλλά επειδή το όριο κινδύνου είναι πολύ χαμηλότερο για εμάς από ό,τι για την άγρια ​​ζωή.

«Αποτελεί μια πολιτική και κοινωνιολογική συζήτηση – όχι επιστημονική», λέει ο Smith. Πιστεύει ότι η πρόσφατη έρευνα δείχνει ότι στην πραγματικότητα, ο κίνδυνος σε μεγάλο μέρος της περιοχής γύρω από το Τσερνόμπιλ τώρα δεν είναι πολύ υψηλός. «Οι οργανισμοί είναι συνηθισμένοι στη μετάλλαξη, είναι μέρος της ζωής», λέει.

Στην πραγματικότητα, οι επιστήμονες γνωρίζουν ελάχιστα για το πώς η χρόνια έκθεση σε ακτινοβολία χαμηλού επιπέδου επηρεάζει το σώμα. Ένα από τα κύρια σημεία για την κατανόηση της σχέσης μεταξύ έκθεσης σε ακτινοβολία και καρκίνου είναι η λεγόμενη μελέτη διάρκειας ζωής, στην οποία 94.000 επιζώντες από τους βομβαρδισμούς της Χιροσίμα και του Ναγκασάκι, 27.000 μη εκτεθειμένα άτομα και τα παιδιά τους, παρακολουθούνται από το 1950. Ακόμη και εκεί, τα αποτελέσματα είναι λιγότερο σημαντικά από ό,τι πιστεύουν οι περισσότεροι άνθρωποι, λέει ο Smith. Ο Mousseau, ωστόσο, υποστηρίζει ότι τα τελικά σημεία εκτός από τον καρκίνο, όπως ο αριθμός των καταρράκτη, το μέγεθος της κεφαλής ή οι διαταραχές του ανοσοποιητικού, αποκαλύπτουν μια πιο διαφοροποιημένη εικόνα.

Αλλά ο Palumbi πιστεύει ότι τα δεδομένα από την Ατόλη Μπικίνι θα μπορούσαν να μας βοηθήσουν να καλύψουμε αυτό το κενό γνώσης. Σκοπεύει να εξετάσει τα ποσοστά μετάλλαξης σε οργανισμούς όπως τα κοράλλια, που ζουν πολύ και τα καβούρια καρύδας, που τρώνε τακτικά το πιο μολυσμένο πράγμα στο νησί - τις καρύδες - για να διερευνήσει την επίδραση της έκθεσης σε χαμηλή δόση σε γονιδιωματικό επίπεδο. Ο Mousseau, εν τω μεταξύ, ελπίζει να συνεχίσει σε βάθος γονιδιωματικές και άλλους τύπους μοριακών μελετών σε ανθρώπους από κοντά στο Τσερνόμπιλ.

Σύγχρονα πυρηνικά

Είναι δύσκολο να πούμε πώς όλες αυτές οι μεταβλητές συμβάλλουν στην εικόνα του τι μπορεί να συμβεί στην περίπτωση ανταλλαγής πυρηνικών βομβών σήμερα. Η μεγαλύτερη ανησυχία, συμφωνούν οι ειδικοί, θα ήταν άμεση. Ο πιο καταστροφικός αντίκτυπος των βομβών που έπεσαν στη Χιροσίμα και στο Ναγκασάκι ήταν η έκρηξη και η οξεία συνέπεια:οι εκτιμήσεις αναφέρουν ότι περίπου 135.000 και 70.000 άνθρωποι έχασαν τη ζωή τους, αντίστοιχα, με τους μισούς από τους θανάτους να σημειώνονται την ημέρα των εκρήξεων και τα υπόλοιπα θύματα να αντιμετωπίζουν φρικιαστικά. επιδράσεις κατά τις εβδομάδες και τους μήνες μετά.

Οι ειδικοί προειδοποιούν ότι ο αντίκτυπος θα ήταν πιθανώς εκθετικά μεγαλύτερος για οποιαδήποτε βόμβα ρίξει σήμερα. «Οι βόμβες που έπεσαν στο Ναγκασάκι και τη Χιροσίμα ήταν πολύ μικρές ατομικές βόμβες σε σύγκριση με τις βόμβες που έχουμε τώρα», λέει ο Mousseau. Οι σημερινές βόμβες είναι περίπου 1.000 φορές πιο ισχυρές και οι αντιδράσεις που τις τροφοδοτούν θα είναι πιο αποτελεσματικές.

Ανάλογα με το πόσες βόμβες έπεσαν και πόσο μεγάλες ήταν, οι πυρηνικές επιπτώσεις από την έκρηξη θα πρόσθεταν περαιτέρω μόλυνση τις ημέρες και τις εβδομάδες μετά την έκρηξη. Το 1983, ο φυσικός Carl Sagan πρότεινε την αμφιλεγόμενη ιδέα ότι εάν μια πυρηνική έκρηξη εκτινάξει αρκετή αιθάλη και σκόνη στον αέρα, θα μπορούσε να απορροφήσει σημαντική ποσότητα από τις ακτίνες του Ήλιου, προκαλώντας έναν πυρηνικό χειμώνα.

Χρησιμοποιώντας τα ίδια μοντέλα που χρησιμοποιούν οι επιστήμονες για να προβλέψουν τις μακροπρόθεσμες επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής, ο καθηγητής Alan Robock, περιβαλλοντικός επιστήμονας στο Πανεπιστήμιο Rutgers στο New Jersey, υπολόγισε ότι ένας περιφερειακός πυρηνικός πόλεμος θα μπορούσε να οδηγήσει σε τεράστια πτώση της γεωργικής ικανότητας. μείωση της θερμοκρασίας και της βροχόπτωσης και αύξηση της ακτινοβολίας UV που προκαλείται από την καταστροφή του στρώματος του όζοντος. «Η υπερθέρμανση του πλανήτη δεν θα ήταν ένα από τα πράγματα για τα οποία θα ανησυχούσαμε ποτέ ξανά», λέει ο Mousseau. Αυτά είναι απλά μοντέλα, φυσικά, αλλά θα μπορούσε να συμβεί; Είναι καλύτερο να μην το μάθουμε ποτέ.

• Αυτό το άρθρο δημοσιεύθηκε για πρώτη φορά τον Μάρτιο του 2018

Ακολουθήστε το Science Focus στο Twitter, το Facebook, το Instagram και Flipboard