Subartico

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 7524 (2023) Citare questo articolo

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Abbiamo studiato le variazioni spaziotemporali nelle concentrazioni di 134Cs, 137Cs e 228Ra sulla superficie del mare al largo di Hokkaido sud-orientale, in Giappone (regione al largo di Doto) dal 2018 al 2022 utilizzando la spettrometria γ a basso fondo. Le concentrazioni di 134Cs nella regione off-Doto, corrette per il decadimento alla data dell'incidente della centrale nucleare di Fukushima Dai-ichi (FDNPP), hanno mostrato ampie variazioni laterali ogni anno (ad esempio, 0,7–1,1 mBq/L nel 2020). Studiando le concentrazioni e la salinità di 228Ra, questa variazione è stata spiegata sulla base degli attuali modelli di miscelazione. Inoltre, le concentrazioni di 134C nelle acque fortemente colpite dalla corrente di Oyashio (OYC) sono gradualmente aumentate dal 2018 al 2020, per poi diminuire nel 2022. Ciò implica che la massa d'acqua contaminata al massimo da 134C è stata trasportata nuovamente al lato delle isole giapponesi 10 anni dopo l'incidente del FDNPP insieme alle correnti in senso antiorario (ad esempio, l'OYC) nell'Oceano Pacifico settentrionale settentrionale. Le concentrazioni di 134C nelle acque colpite da OYC nella regione al largo di Doto nel 2020 erano circa 1/6 volte quelle nel nucleo delle acque arricchite di 134C al largo della costa americana occidentale nel 2015, che può essere attribuita alla diluizione tramite dispersione spaziale durante circolazione di corrente subartica. Nel complesso, abbiamo chiarito i sistemi di correnti subartiche su scala oceanica nell’Oceano Pacifico settentrionale nordoccidentale, compresi i tempi di circolazione dell’acqua.

L’incidente della centrale nucleare di Fukushima Dai-ichi (FDNPP), avvenuto l’11 marzo 2011, ha portato al rilascio di grandi quantità di radiocesio (134Cs e 137Cs) nell’Oceano Pacifico settentrionale nordoccidentale, in particolare intorno al Giappone orientale1. Sebbene il contenuto di 137C (emivita: 30,2 anni) nei campioni di acqua di mare esaminati in questo studio sia influenzato da un residuo delle ricadute globali delle esplosioni atmosferiche dei test nucleari (in particolare dalla metà degli anni '50 all'inizio degli anni '60), si ritiene che il 134C rilevato essere interamente originato dall'incidente del FDNPP a causa della sua emivita più breve (2,06 anni). Poiché sono noti il ​​momento dell'introduzione del 134Cs (marzo 2011) nell'acqua di mare, le aree di scarico diretto nell'acqua di mare (vicino al FDNPP) e il comportamento di deposizione radioattiva del 134Cs (Oceano Pacifico settentrionale nordoccidentale)2,3, questo radionuclide ha è emerso come un forte tracciante chimico della circolazione dell'acqua; la circolazione può essere monitorata finché il radionuclide non diventa rilevabile a causa del suo decadimento e dispersione radioattivo. Nell’area subtropicale, bassi livelli di 134C sono stati riportati sul lato delle isole giapponesi (fino al Mar di Okhotsk attraverso il Mar del Giappone) dal 2013 dalla Corrente Calda di Kuroshio (KWC) in senso orario4,5. Al contrario, il 134C veniva trasportato anche nel Mare di Bering occidentale fino al 2018 nell’area subartica attraverso la costa americana occidentale6,7,8,9. Inoltre, i nostri precedenti studi sui radionuclidi condotti al largo dell'Hokkaido sudorientale, in Giappone (di seguito denominato off-Doto) nel 2018 e nel 2019 hanno indicato che il 134C è stato trasportato nella regione off-Doto dalla corrente Oyashio (OYC) attraverso la corrente East Kamchatka (EKC) ), con contributi di altre correnti intorno a Hokkaido10.

Inoltre, le distribuzioni laterali delle concentrazioni di 228Ra, un radionuclide naturale e solubile con un tempo di dimezzamento di 5,75 anni e un tracciante convenzionale utilizzato per studiare le correnti d'acqua11,12, sono state utilizzate per studiare i modelli di trasporto del radiocesio nei mari circostanti Giappone13.

In questo studio, abbiamo utilizzato una speciale spettrometria γ a basso fondo per esaminare con precisione le variazioni temporali e laterali nelle concentrazioni di basso livello di 134Cs, 137Cs, 226Ra e 228Ra nelle acque superficiali all'interno e intorno alla regione off-Doto durante il 2020-2022. Le concentrazioni di 226Ra nei campioni d'acqua, utili per comprendere le circolazioni verticali, saranno presentate altrove. Inoltre, concentrandoci sulle concentrazioni di 134Cs, abbiamo discusso i sistemi di correnti subartiche su scala oceanica nell’Oceano Pacifico settentrionale nordoccidentale, inclusa la scala temporale, dopo l’incidente del FDNPP. Questo studio può quindi fornire una base per prevedere i modelli di trasporto dei contaminanti solubili nelle acque.