La longevidad del transporte de lluvia radiactiva de Fukushima revelada por los patrones de circulación del océano en el Pacífico norte

Fukushima es ahora conocida por el desastre nuclear que tuvo lugar en marzo de 2011, el segundo peor de su tipo después de la catástrofe de Chernobyl de 1986. Un tsunami provocado por un terremoto frente a la costa japonesa dañó los generadores de respaldo de la planta nuclear de Fukushima, lo que provocó el fallo de los sistemas de refrigeración de los reactores. El calor residual fundió parcialmente algunas barras de combustible de tres reactores, provocando la liberación de radiación nuclear. Una serie de explosiones dañaron aún más los edificios de contención y liberaron radiación adicional a la zona circundante, lo que obligó a un radio de evacuación de 30 km.

Si bien los esfuerzos para enfriar los reactores y evitar nuevas explosiones tuvieron cierto éxito mediante el transporte de agua desde helicópteros y el uso de cañones montados en camiones, posteriormente se descubrió que la radiación había entrado en los océanos (~3,5 petabecquerelios de agua contaminada), así como en los alimentos locales. y suministros de agua. Hubo que esperar hasta diciembre de 2011 para que la planta nuclear finalmente se considerara estable, pero transcurrieron seis años más antes de que se levantaran todas las órdenes de evacuación.

Los impactos duraderos del evento son fuente de investigación continua, con nuevas investigaciones, publicadas en Frontiers in Marine Science, que exploran el movimiento y la residencia de los trazadores derivados de Fukushima en el Pacífico Norte.

Sang-Yeob Kim, investigador principal del Instituto de Ciencia y Tecnología Oceánicas de Corea, y sus colegas modelaron las rutas subsuperficiales y la variabilidad interanual de los trazadores durante un período de reanálisis oceánico de 22 años (que comenzó antes del evento nuclear para comparar) a medida que se subducen con el agua en modo subtropical del Pacífico Norte durante las estaciones más frías.

Esta masa de agua de ~250 m de espesor tiene una densidad más alta de ~26,9 kg/m3 y una temperatura promedio de 18 °C. Es un importante almacén de carbono, oxígeno, nutrientes y calor de la Tierra, siendo verticalmente homogéneo para transportar estas variables desde la superficie al océano subterráneo.

En el año posterior al evento, las mediciones de observación de isótopos radiactivos de cesio registraron 6 petabecquerelios de 134C en el agua en modo subtropical del Pacífico Norte a una profundidad de 300 m.

El equipo de investigación utilizó simulaciones de seguimiento de partículas lagrangianas de 100 puntos liberados de 134C por deposición atmosférica cada tres días entre el 1 de enero de 1994 y el 28 de diciembre de 2011 para investigar la dinámica de fluidos computacional del giro subtropical. Al hacerlo, identificaron el camino de las partículas a lo largo de la Extensión de Kuroshio que fluyen hacia el este de la costa japonesa hacia el Pacífico Norte, especialmente concentradas en el norte de la región.

Desde aquí, los trazadores nucleares tardaron entre cuatro y cinco años en expandirse por toda la región subtropical de la cuenca hasta llegar a la costa este de Taiwán, las islas Filipinas y el mar de Japón.

Mientras que el 30% de las partículas modeladas se movieron a lo largo de la Extensión de Kuroshio y otro 36% fluyó hacia el este, hacia la zona de transición actual de Kuroshio-Oyashio, el 34% restante fue subducido en el giro de recirculación del agua en modo subtropical del Pacífico Norte desde la capa superior de mezcla hasta termoclina inferior.

Siguiendo los cambios oceanográficos durante este período de expansión de cinco años, la profundidad y la temperatura de la zona de transición actual de Kuroshio-Oyashio exhibieron una fuerte variación estacional, con partículas subducidas 50 m durante los meses más cálidos (abril-noviembre) y regresadas a la superficie durante los meses más fríos. (Diciembre-marzo). Comparativamente, el patrón de la Extensión de Kuroshio tuvo una correlación estacional débil.

Esta investigación es importante porque destaca el período de tiempo durante el cual los trazadores se expanden a través de una sola cuenca y, por lo tanto, su longevidad en el medio ambiente a medida que continúan expandiéndose a través de cuencas oceánicas adyacentes en los años (y décadas) venideros.