Wetenschap
Levensduur van het neerslagtransport in Fukushima onthuld door circulatiepatronen in de Noordelijke Stille Oceaan
Fukushima is nu berucht vanwege de kernramp die plaatsvond in maart 2011, de tweede ergste in zijn soort na de Tsjernobyl-ramp van 1986. Een door een aardbeving veroorzaakte tsunami voor de Japanse kust beschadigde reservegeneratoren in de kerncentrale van Fukushima, wat leidde tot het uitvallen van de kerncentrale van Fukushima. de koelsystemen van de reactoren. Door de restwarmte is in drie reactoren een aantal splijtstofstaven gedeeltelijk gesmolten, waardoor nucleaire straling vrijkwam. Een reeks explosies beschadigde de gebouwen verder en zorgde voor extra straling in de omgeving, wat leidde tot een evacuatiestraal van 30 km.
Hoewel pogingen om de reactoren af te koelen en verdere explosies te voorkomen enig succes hadden door het leveren van water vanuit helikopters en het gebruik van op vrachtwagens gemonteerde kanonnen, bleek later dat er straling in de oceanen was terechtgekomen (~3,5 petabecquerel vervuild water), evenals in het lokale voedsel. en watervoorzieningen. Het duurde tot december 2011 voordat de kerncentrale eindelijk als stabiel werd beschouwd, maar nog eens zes jaar voordat alle evacuatiebevelen werden ingetrokken.
De langdurige gevolgen van de gebeurtenis zijn de bron van voortdurend onderzoek, met nieuw onderzoek, gepubliceerd in Frontiers in Marine Science , waarin de beweging en verblijfplaats van uit Fukushima afkomstige tracers in de noordelijke Stille Oceaan worden onderzocht.
Sang-Yeob Kim, senior onderzoeker bij het Korea's Institute of Ocean Science and Technology, en collega's modelleerden de ondergrondse paden en de jaarlijkse variabiliteit van de tracers gedurende een 22 jaar durende heranalyseperiode van de oceaan (beginnend voorafgaand aan de nucleaire gebeurtenis ter vergelijking) terwijl ze subductie met het subtropische water van de Noordelijke Stille Oceaan tijdens koelere seizoenen.
Deze ~250 m dikke watermassa heeft een hogere dichtheid van ~26,9 kg/m 3 en een gemiddelde temperatuur van 18 °C. Het is een belangrijke opslagplaats voor de koolstof, zuurstof, voedingsstoffen en warmte van de aarde, omdat het verticaal homogeen is om deze variabelen van het oppervlak naar de ondergrondse oceaan te transporteren.
In het jaar na de gebeurtenis registreerden observatiemetingen van radioactieve cesiumisotopen 6 petabecquerels van 134 Cs in het subtropische water van de Noordelijke Stille Oceaan op een diepte van 300 m.
Het onderzoeksteam gebruikte Lagrangiaanse deeltjesvolgsimulaties van 100 vrijgegeven punten van 134 Cs van atmosferische afzetting elke drie dagen tussen 1 januari 1994 en 28 december 2011 om de computationele vloeistofdynamica van de subtropische wervel te onderzoeken. Daarbij identificeerden ze het pad van deeltjes langs de Kuroshio-extensie die oostwaarts van de Japanse kust naar de noordelijke Stille Oceaan stroomde, vooral geconcentreerd in het noorden van de regio.
Vanaf hier duurde het vier tot vijf jaar voordat de nucleaire tracers zich over de hele subtropische regio van het stroomgebied hadden uitgebreid en de oostkust van Taiwan, de Filippijnse eilanden en de Japanse Zee bereikten.
Terwijl 30% van de gemodelleerde deeltjes langs de Kuroshio-uitbreiding bewoog en nog eens 36% oostwaarts stroomde naar de huidige overgangszone van Kuroshio-Oyashio, werd de resterende 34% in de recirculatiewerveling van het subtropische water in de Noordelijke Stille Oceaan van de bovenste gemengde laag naar het water ondergedompeld. lagere thermocline.
Bij het volgen van oceanografische veranderingen gedurende deze vijf jaar durende verspreidingsperiode vertoonden de diepte en temperatuur van de huidige overgangszone van Kuroshio-Oyashio sterke seizoensvariaties, waarbij deeltjes tijdens de warmere maanden (april-november) 50 m werden ondergedompeld en tijdens de koelere maanden naar de oppervlakte werden teruggebracht. (december-maart). Ter vergelijking:het Kuroshio Extension-patroon had een zwakke seizoenscorrelatie.
Dit onderzoek is belangrijk omdat het de tijdsduur benadrukt waarin de tracers zich over een enkel bekken uitbreiden, en daarmee hun lange levensduur in het milieu, terwijl ze zich de komende jaren (en decennia) blijven uitbreiden over aangrenzende oceaanbekkens.