Т ой е в зъбите ви. Очите и мозъкът ви също. Учените го наричат "бомбичка" (или "бомбен импулс") - и вече повече от половин век неговият подпис присъства в човешкото тяло.
През 50-те години на миналия век над земята са избухнали толкова много ядрени бомби, че са променили химическия състав на атмосферата - оттогава насам те променят въглеродния състав на живота на Земята, както и океаните, седиментите, сталактитите и др.
За разлика от директните радиоактивни отлагания от експлозиите, бомбичките не са вредни. Всъщност през последните години то се оказа изненадващо полезно за учените. Някои дори стигнаха дотам да го определят като "сребърната подплата на гъбения облак".
Защо? Доказателствата за импулса са толкова повсеместни, че наред с много други прозрения могат да подскажат на криминалистите кога е роден (или умрял) даден човек, да предоставят открития за възрастта на невроните в мозъка ни, да разкрият произхода на бракониерските диви животни, да определят реколтата на червеното вино и дори да разкрият истинската възраст на вековните акули (вж. карето: "Многобройните приложения на бомбения шпайк").
А сега може да помогне и за определянето на нова геоложка ера. През юли група учени, занимаващи се с изучаване на Земята, препоръчаха присъствието му в канадско езеро - заедно с други маркери, създадени от човека в средата на XX век - да представлява официалното начало на антропоцена.
И така, какво точно представлява бомбеният шип и какво може да разкрие за нас и за света?
Преди Договорът за забрана на ядрените опити от 1963 г. да задължи подписалите го страни да тестват ядрени бомби под земята, правителствата взривяват стотици атомни оръжия на открито. Повече от 500 от тези взривове - извършени главно от САЩ и Русия - изхвърлиха съдържанието си в атмосферата.
Установено е, че тези тестове са разпръснали радиоактивен материал надалеч и надалеч, като са навредили на хората и дивата природа и са направили цели региони необитаеми. Може би по-малко известно извън научната лаборатория е, че бомбите са реагирали и с естествения азот, образувайки нови изотопи - особено въглерод-14.
До 60-те години на ХХ век при наземните бомбени изпитания в атмосферата се образува почти два пъти повече въглерод-14 в сравнение с предишните нива. Първоначално изотопът навлиза във водата, седиментите и растителността, а след това преминава по хранителната верига до хората. Той е достигнал дори до организми в най-дълбокия океански ров.
"По същество всеки въглероден басейн на Земята, който е бил в обмен с атмосферния CO2 от края на 50-те години на миналия век, е бил маркиран от бомба въглерод-14", казва Валтер Кутшера от Виенския университет, който през 2022 г. публикува преглед на научните приложения на скока в списание Radiocarbon.
Още в средата на 20-ти век учените забелязват скока на въглерод-14, когато спират атмосферните тестове, но им трябват десетилетия, за да осъзнаят, че повишените нива могат да бъдат полезни. От 50-те години на миналия век насам те използват въглерод-14 за датиране на палеолитни останки или древни текстове, но това се основава на радиоактивното му разпадане - известно като радиовъглеродно датиране. Изотопът е нестабилен: той се разпада бавно до азот с период на полуразпад от 5730 години. Така че, когато един неандерталец е умрял например, количеството на въглерод-14 в костите и зъбите му е започнало постепенно да намалява. Измерете степента на намаляване и ще получите датата на смъртта на неандерталеца.
Радиовъглеродното датиране обаче обикновено се ограничава до проби на възраст над 300 години поради бавния темп на разпадане на изотопа. Ако е по-млад, той не се е разпаднал достатъчно, за да се определи точна дата. Датирането в последно време се обърква допълнително от въвеждането на допълнителни количества CO2 в атмосферата от човечеството след индустриалната революция - т.нар. ефект на Суес.
Около началото на века обаче изследователите осъзнават, че бомбичката може да им помогне да използват въглерод-14 по различен начин - и което е изключително важно, тя позволява датиране в рамките на последните 70-80 години.
След пика през 50-те години на миналия век нивата на изотопа в природата (и в хората) постепенно намаляват. Ето защо учените могат да анализират пропорциите на въглерод-14 във всяко органично вещество, което е обменяло атмосферен въглерод след тестовете, и да уточнят прозореца, в който се е образувал, с точност до една-две години.
Това включва и вас, и мен. Ако сте родени през 50-те години на миналия век, тъканите ви ще са натрупали повече въглерод-14, отколкото едно дете от 80-те години, но нивата едва сега се доближават до преатомното състояние.
Съдебномедицински анализ
Една от първите употреби на бомбичката е била в помощ на разследващите престъпления, които са искали да определят възрастта на неидентифицирани човешки останки. Според Идън Сентейн Джонстън-Белфорд от университета Монаш и Сорен Блау от Викторианския институт по съдебна медицина в Австралия криминалистите са установили, че могат да измерват въглерод-14 от бомба в зъби, кости, коса или дори в лещата на окото, за да им помогнат да преценят на колко години е бил човекът или кога е починал.
В обзора от 2019 г. Сентейн Джонстън-Белфорд и Блау посочват множество примери, при които бомбичката е дала информация за полицейските разследвания. Например през 2010 г. следователите го използват, за да потвърдят, че тялото, намерено в северноиталианско езеро, е било изхвърлено там от убиеца през предходната година.
Двойката също така посочва, че познаването на времето от смъртта може да бъде "жизненоважно за определяне на случаите на нарушаване на правата на човека, като например военни престъпления, геноцид и извънсъдебни убийства". През 2004 г. например датирането с бомбени шипове на проби от коса от масов гроб в Украйна позволява на разследващите да идентифицират нацистко военно престъпление, извършено между 1941 и 1952 г.
Скокът на бомбата отключи и нови научни открития, разкривайки нови знания за клетките в нашите тела и мозъци. През 2005 г. биологът Кърсти Спалдинг от Каролинския институт в Швеция и колегите ѝ показаха, че е възможно да се определи относителната възраст на клетките ни чрез анализ на въглерод-14 от бомбата в тяхната ДНК. В няколко последващи проучвания тя използва техниката, за да отговори на въпроса дали някои клетки в телата ни съществуват от самото им раждане, или се подменят непрекъснато.
Например през 2008 г. Спалдинг и колегите ѝ показват, че организмът непрекъснато подменя мастните клетки, наречени адипоцити, тъй като те умират. Тя установява, че броят на тези мастни клетки остава постоянен в зряла възраст, което обещава нови начини за борба със затлъстяването. "Разбирането, че това е динамичен процес, открива нови пътища за терапия, които могат да включват манипулиране на скоростта на раждане или смърт на мастните клетки в комбинация с физически упражнения и диета, за да се намали броят на мастните клетки при затлъстяване", казва тя.
През 2013 г. Спалдинг и колегите ѝ използват бомбения шип, за да разгледат и оборота на мозъчните клетки. В продължение на много години изследователите са приемали, че броят на невроните е фиксиран в детска възраст, и наистина нейните по-ранни изследвания са предполагали, че това е така в региони като кората на главния мозък. Въпреки това, използвайки въглерод-14 за датиране на неврони в хипокампуса, тя и екипът ѝ потвърждават, че нови неврони могат да се произвеждат там през целия живот на възрастните.
Потвърдено от други изследвания, възможното съществуване на "неврогенеза при възрастните" се оказа едно от най-важните открития в областта на неврологията през последните 20 години. Въпреки че науката далеч не е категорична, тя предлага нови възможности за медицински стратегии, които могат да предотвратят загубата на неврони в резултат на заболяване или дори да увеличат генерирането на нови неврони.
Началото на нова ера
И накрая, бомбеният скок наскоро беше номиниран за един от няколкото маркера, които биха могли да помогнат за официалното признаване на началото на антропоцена - новата геоложка ера, определена от човешката дейност.
Малко след като идеята за антропоцена беше лансирана, геолозите започнаха да обсъждат как да определят местоположението му на Земята с така наречения "златен шип" - скала, ледено ядро или слой седимент, където в стратиграфския запис започва нова ера. Всеки голям геоложки период има такъв. Началото на холоцена е отбелязано с конкретна ледена сърцевина от центъра на Гренландия. Началото на юрския период започва в Австрийските Алпи, при прохода Кухьох в планината Карвендел, където за първи път се появява амонитът Psiloceras с гладка черупка. А един от най-старите златни шипове на Земята може да бъде открит в планините Флиндърс в Австралия, отбелязвайки началото на Едиакарана преди повече от 600 милиона години - период, когато климатът периодично се е потапял в "Земята на снежните топки".
През годините различни признаци на човешка дейност са били изследвани като възможности за отбелязване на началото на антропоцена: това може да е било повишаването на метана, причинено от ранното земеделие преди хиляди години (наблюдавано в ледените ядра), доказателства за ранно замърсяване с олово от минното дело и топенето преди 3000 години или повишаването на количеството на страничните продукти от изкопаеми горива по време на индустриалната революция.
През 2016 г. обаче Работната група по антропоцена (AWG) - част от организацията, натоварена с вземането на решението - препоръча 50-те години на ХХ век, когато в геоложкия запис навлиза бомбеният взрив с въглерод-14, заедно с други ядрени маркери като плутониеви валежи и изотопи като цезий-137 и стронций-90, както и изкуствени отлагания като сфероидни въглеродни частици (SCP) - вид летяща пепел, получена при изгарянето на въглища при високи температури.
Не всички се съгласиха, че изборът на 50-те години на миналия век е добра идея - в действителност един от членовете на групата наскоро подаде оставка в знак на протест, твърдейки, че дълбоките човешки въздействия са започнали много по-рано. Въпреки това работната група предлага средата на 20-ти век да бъде ясен и разпознаваем момент в геоложките пластове, когато човечеството е направило своето присъствие в природата истински и напълно известно по целия свят. Според тях тя съвпада и с "голямото ускорение", когато нашето въздействие върху планетата се е разразило чрез експоненциално нарастване на парниковите емисии, използването на водите и земите, окисляването на океаните, експлоатацията на рибните ресурси, загубата на тропически гори и др.
А бомбеният скок ще продължи и дълго време, което ще позволи на геолозите да го наблюдават след десетки хиляди години. "Радиовъглеродният сигнал ще може да се открие в продължение на около 60 000 години и е доста рутинен анализ", казва геологът Колин Уотърс от Университета в Лестър, който председателства AWG.
AWG проучи 12 места кандидати, на които би могло да се разположи официалното място на златния връх, включително пещера в Италия, където импулсът на бомбата и другите маркери са затворени в сталактити, археологически разкопки във Виена, участък от торфище близо до границата на Чешката република и Полша и коралов риф край североизточния бряг на Австралия.
Миналия месец те препоръчаха един (може би скоро скандално известен) "победител": Езерото Крауфорд в Онтарио, Канада. Едно ядро от калните езерни седименти, съдържащо въглерод-14, особено рязък плутониев маркер и други изкуствени знаци, ще се съхранява в музей в канадската столица Отава, придружено от месингова плоча. (Прочетете повече: Антропоценът: Канадска езерна кал "символ на човешките промени на Земята").
Макар че езерното ядро е на път да се превърне в официално обозначение, ако то бъде одобрено, това технически означава, че и ние ще държим в клетките си един от маркерите на зората на антропоцена. Бъдещите поколения няма да го имат, защото повишеното съдържание на въглерод-14 почти се е върнало към предишните си нива. Следователно, ако утрешните археолози случайно изследват запазените ни телесни останки, те могат да им разкажат за един уникален момент от историята - времето на ядрените бомби, голямото ускорение и века, в който хората започват да оказват влияние върху природата, различно от всякога.
