Subártico

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 7524 (2023) Citar este artigo

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Detalhes das métricas

Estudamos as variações espaço-temporais nas concentrações de 134Cs, 137Cs e 228Ra na superfície do mar no sudeste de Hokkaido, Japão (região off-Doto) de 2018 a 2022 usando γ-espectrometria de fundo baixo. As concentrações de 134Cs na região off-Doto, corrigidas para a data do acidente da Usina Nuclear de Fukushima Dai-ichi (FDNPP), exibiram ampla variação lateral a cada ano (por exemplo, 0,7–1,1 mBq/L em 2020). Ao estudar as concentrações de 228Ra e a salinidade, essa variação foi explicada com base nos padrões de mistura atuais. Além disso, as concentrações de 134Cs nas águas altamente afetadas pela Corrente de Oyashio (OYC) aumentaram gradualmente de 2018 a 2020 e, posteriormente, diminuíram em 2022. Isso implica que a massa de água contaminada ao máximo com 134Cs foi transportada de volta para o lado das ilhas japonesas 10 anos após o acidente FDNPP junto com correntes no sentido anti-horário (por exemplo, o OYC) no norte do Oceano Pacífico Norte. As concentrações de 134Cs nas águas afetadas por OYC na região off-Doto em 2020 foram ~ 1/6 vezes aquelas no núcleo de águas enriquecidas com 134Cs na costa oeste americana em 2015, o que pode ser atribuído à diluição por meio de dispersão espacial durante circulação de corrente subártica. No geral, elucidamos os sistemas de correntes subárticas em escala oceânica no noroeste do Oceano Pacífico Norte, incluindo períodos de tempo de circulação de água.

O acidente da Usina Nuclear de Fukushima Dai-ichi (FDNPP), ocorrido em 11 de março de 2011, levou à liberação de grandes quantidades de radiocésio (134Cs e 137Cs) no noroeste do Oceano Pacífico Norte, particularmente ao redor do leste do Japão1. Embora o conteúdo de 137Cs (meia-vida: 30,2 anos) nas amostras de água do mar examinadas neste estudo seja afetado por um remanescente da precipitação global de explosões de testes nucleares atmosféricos (particularmente de meados da década de 1950 até o início da década de 1960), acredita-se que o 134Cs detectado ter se originado inteiramente do acidente do FDNPP devido à sua meia-vida mais curta (2,06 anos). Como o tempo de introdução do 134Cs (março de 2011) na água do mar, as áreas de descarga direta na água do mar (próximas ao FDNPP) e o comportamento da deposição radioativa do 134Cs (o noroeste do Oceano Pacífico Norte) são conhecidos2,3, este radionuclídeo tem emergiu como um forte marcador químico da circulação da água; a circulação pode ser rastreada até que o radionuclídeo seja indetectável devido ao seu decaimento e dispersão radioativos. Na área subtropical, baixos níveis de 134Cs foram levados de volta para o lado das ilhas do Japão (para o Mar de Okhotsk via Mar do Japão) a partir de 2013 pela Corrente Quente de Kuroshio (KWC)4,5 no sentido horário. Em contraste, o 134Cs também foi transportado para o oeste do Mar de Bering até 2018 na área subártica através da costa oeste americana6,7,8,9. Além disso, nossos estudos anteriores de radionuclídeos realizados no sudeste de Hokkaido, Japão (doravante denominado off-Doto) em 2018 e 2019 indicaram que o 134Cs foi transportado para a região off-Doto pela Corrente de Oyashio (OYC) através da Corrente de Kamchatka Oriental (EKC). ), com contribuições de outras correntes em torno de Hokkaido10.

Além disso, as distribuições laterais das concentrações de 228Ra - um radionuclídeo natural e solúvel com meia-vida de 5,75 anos e um traçador convencional usado para estudar correntes de água11,12 - têm sido empregadas para estudar os padrões de transporte de radiocésio nos mares ao redor Japão13.

Neste estudo, usamos γ-espectrometria especial de fundo baixo para examinar com precisão as variações temporais e laterais nas concentrações de 134Cs, 137Cs, 226Ra e 228Ra de baixo nível nas águas superficiais dentro e ao redor da região off-Doto durante 2020-2022. As concentrações de 226Ra nas amostras de água, que são úteis para entender as circulações verticais, serão apresentadas em outro lugar. Além disso, focando nas concentrações de 134Cs, discutimos os sistemas de correntes subárticas em escala oceânica no noroeste do Oceano Pacífico Norte, incluindo a escala de tempo, após o acidente do FDNPP. Este estudo pode, portanto, fornecer uma base para prever os padrões de transporte de contaminantes solúveis nas águas.