NewsEdit Η ραγδαία αύξηση του άνθρακα-14 από τις πυρηνικές δοκιμές αποκάλυψε νέα μυστικά για τα κύτταρά μας και τον πλανήτη.
Στα μέσα του 20ού αιώνα, οι επιστήμονες παρατήρησαν την απότομη αύξηση του άνθρακα-14 όταν ξεκίνησαν οι ατμοσφαιρικές πυρηνικές δοκιμές. Ωστόσο, χρειάστηκαν δεκαετίες για να συνειδητοποιήσουν ότι αυτά τα αυξημένα επίπεδα θα μπορούσαν να αξιοποιηθούν επιστημονικά. Από τη δεκαετία του 1950, ο άνθρακας-14 χρησιμοποιούνταν ήδη για τη χρονολόγηση παλαιολιθικών ευρημάτων ή αρχαίων κειμένων, βασιζόμενος στη ραδιενεργό του αποδόμηση – γνωστή ως ραδιοχρονολόγηση.
Το ισότοπο αυτό είναι ασταθές και διασπάται αργά σε άζωτο, με χρόνο ημιζωής 5.730 ετών. Όταν, για παράδειγμα, πέθαινε ένας Νεάντερταλ, η ποσότητα άνθρακα-14 στα οστά και τα δόντια του άρχιζε να μειώνεται σταδιακά. Μετρώντας το βαθμό αυτής της μείωσης, οι επιστήμονες μπορούσαν να προσδιορίσουν το έτος θανάτου του Νεάντερταλ.
Ωστόσο, η ραδιοχρονολόγηση με άνθρακα-14 περιορίζεται κυρίως σε δείγματα άνω των 300 ετών, εξαιτίας του αργού ρυθμού διάσπασης. Για νεότερα δείγματα, η μεταβολή είναι ανεπαίσθητη για ακριβή μέτρηση. Επιπλέον, η εισαγωγή πρόσθετου διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα από τον άνθρωπο μετά τη Βιομηχανική Επανάσταση – το λεγόμενο φαινόμενο Suess – περιπλέκει ακόμη περισσότερο τη χρονολόγηση των πρόσφατων δειγμάτων.
Γύρω στην αυγή του 21ου αιώνα, όμως, οι ερευνητές αντιλήφθηκαν ότι η «κορυφή» άνθρακα-14 από τις πυρηνικές δοκιμές μπορούσε να χρησιμοποιηθεί διαφορετικά – επιτρέποντας πλέον τη χρονολόγηση γεγονότων που συνέβησαν τα τελευταία 70-80 χρόνια.
Νέες εφαρμογές στη βιολογία και την οινολογία
Από την κορύφωση της δεκαετίας του 1950, τα επίπεδα του ισοτόπου στη φύση (και στον άνθρωπο) φθίνουν σταδιακά. Οι επιστήμονες μπορούν έτσι να αναλύσουν τις αναλογίες άνθρακα-14 σε οποιαδήποτε οργανική ουσία που αντάλλαξε ατμοσφαιρικό άνθρακα μετά τις δοκιμές και να προσδιορίσουν με ακρίβεια το διάστημα δημιουργίας της – ακόμα και με ανάλυση ενός έως δύο ετών.
Η «κορυφή» αυτή βρήκε ποικίλες χρήσεις. Το 2011, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Αδελαΐδας απέδειξαν ότι ο άνθρακας-14 στα σταφύλια και άλλα συστατικά μπορεί να χρονολογήσει με ακρίβεια το κρασί.
Επιπλέον, η μέθοδος αποκάλυψε νέα μυστικά για τα κύτταρα του σώματος και του εγκεφάλου μας. Το 2005, η βιολόγος Kirsty Spalding του Karolinska Institute στη Σουηδία και οι συνεργάτες της έδειξαν πως είναι δυνατόν να προσδιοριστεί η σχετική ηλικία των κυττάρων μας αναλύοντας τον άνθρακα-14 στο DNA τους. Σε διαδοχικές μελέτες, χρησιμοποίησε αυτή τη μέθοδο για να εξετάσει αν συγκεκριμένα κύτταρα παραμένουν από τη γέννησή μας ή ανανεώνονται συνεχώς.
Για παράδειγμα, το 2008, η Spalding έδειξε ότι το σώμα ανανεώνει συνεχώς τα λιποκύτταρα (adipocytes) καθώς πεθαίνουν. Ο αριθμός αυτών των κυττάρων παραμένει σταθερός στην ενήλικη ζωή – γεγονός που ανοίγει νέους δρόμους στην αντιμετώπιση της παχυσαρκίας.
“Η κατανόηση ότι πρόκειται για μια δυναμική διαδικασία ανοίγει νέες θεραπευτικές δυνατότητες, όπως ο χειρισμός της γέννησης ή θανάτου των λιποκυττάρων σε συνδυασμό με άσκηση και διατροφή ώστε να μειωθεί ο συνολικός αριθμός τους”, εξηγεί η ίδια.
Το 2013, η ομάδα της Spalding χρησιμοποίησε την ίδια μέθοδο για να εξετάσει την ανανέωση των εγκεφαλικών κυττάρων. Επί χρόνια θεωρούνταν ότι ο αριθμός των νευρώνων καθορίζεται στην παιδική ηλικία – και πράγματι αυτό φαίνεται να ισχύει σε περιοχές όπως ο φλοιός. Όμως, μέσω της χρονολόγησης νευρώνων στον ιππόκαμπο με άνθρακα-14, διαπίστωσαν ότι ενδέχεται να παράγονται νέοι νευρώνες καθ’ όλη τη διάρκεια της ενήλικης ζωής.
Οι πολλαπλές χρήσεις του «βομβιστικού αποτυπώματος» με τρία παραδείγματα
ΧΡΟΝΟΛΟΓΗΣΗ ΚΡΑΣΙΟΥ: Το 2011, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Αδελαΐδας έδειξαν ότι το ραδιενεργό άνθρακας-14 από τις πυρηνικές δοκιμές, που ανιχνεύεται στα σταφύλια και σε άλλες ενώσεις, μπορεί να χρονολογήσει με ακρίβεια το κρασί.
ΚΑΤΑΓΩΓΗ ΕΛΕΦΑΝΤΩΝ: Ανάλυση του «βομβιστικού αποτυπώματος» σε φορτίο από χαυλιόδοντες ελεφάντων που είχαν θηρευθεί παράνομα έδειξε ότι τα ζώα είχαν πεθάνει μέσα στα τρία προηγούμενα χρόνια, γεγονός που βοήθησε να εξηγηθούν οι μειώσεις στους πληθυσμούς τους.
ΗΛΙΚΙΑ ΚΑΡΧΑΡΙΑ: Οι γροιλανδικοί καρχαρίες είναι απίστευτα μακρόβιοι, αλλά χρειάστηκε ανάλυση άνθρακα-14 στον φακό του ματιού τους για να αποκαλυφθεί η πραγματική τους ηλικία: 400 χρόνια.
Η γεωλογική εποχή του Ανθρωπόκαινου και το αποτύπωμα του ανθρώπου
Η πιθανή ύπαρξη «ενήλικης νευρογένεσης», που επιβεβαιώθηκε και από άλλες έρευνες, θεωρείται μια από τις σημαντικότερες ανακαλύψεις στη νευροεπιστήμη τα τελευταία 20 χρόνια. Αν και η επιστήμη δεν έχει καταλήξει σε οριστικά συμπεράσματα, έχουν προκύψει νέες προοπτικές για θεραπείες που θα μπορούσαν είτε να εμποδίσουν την απώλεια νευρώνων λόγω ασθενειών είτε να ενισχύσουν τη δημιουργία νέων.
Το 2016, η Anthropocene Working Group (AWG) – τμήμα της αρμόδιας επιτροπής για τον καθορισμό γεωλογικών εποχών – εισηγήθηκε ως επίσημη έναρξη της εποχής του Ανθρωπόκαινου τη δεκαετία του 1950, όταν εμφανίζεται η κορυφή άνθρακα-14 στα γεωλογικά στρώματα μαζί με άλλα πυρηνικά σημάδια όπως πλουτώνιο, καίσιο-137 και στρόντιο-90 καθώς και ανθρακικά σωματίδια από καύση άνθρακα.
Δεν συμφώνησαν όλοι με αυτή την επιλογή· ένα μέλος μάλιστα παραιτήθηκε πρόσφατα διαμαρτυρόμενο ότι οι βαθιές ανθρώπινες επιδράσεις ξεκίνησαν πολύ νωρίτερα. Ωστόσο, η ομάδα υποστηρίζει πως τα μέσα του 20ού αιώνα αποτελούν σαφή σημείο στα γεωλογικά αρχεία όπου ο άνθρωπος άφησε παντού το αποτύπωμά του στη φύση.
Η περίοδος αυτή συμπίπτει επίσης με τη λεγόμενη “μεγάλη επιτάχυνση”, όπου οι ανθρώπινες επιδράσεις στον πλανήτη εκτινάχθηκαν: εκπομπές αερίων θερμοκηπίου, χρήση νερού και γης, οξίνιση ωκεανών, υπερεκμετάλλευση αλιευμάτων, απώλεια τροπικών δασών κ.ά. Το αποτύπωμα της «κορυφής» θα παραμείνει ορατό για δεκάδες χιλιάδες χρόνια στους γεωλόγους.
“Το σήμα του ραδιοάνθρακα θα είναι ανιχνεύσιμο για περίπου 60.000 χρόνια, ενώ αποτελεί πλέον μια σχετικά τυπική ανάλυση”, σημειώνει ο γεωλόγος Colin Waters από το Πανεπιστήμιο Leicester, πρόεδρος της AWG.
Crawford Lake: Υποψήφιο σημείο έναρξης του Ανθρωπόκαινου
Η AWG εξέτασε 12 υποψήφιες τοποθεσίες για την επίσημη «χρυσή ακίδα» που θα σηματοδοτεί την αρχή της νέας εποχής: μεταξύ αυτών μια σπηλιά στην Ιταλία όπου τα πυρηνικά ίχνη έχουν εγκλωβιστεί σε σταλακτίτες· μια αρχαιολογική ανασκαφή στη Βιέννη· ένα τμήμα τυρφώνα κοντά στα σύνορα Τσεχίας–Πολωνίας· αλλά και έναν κοραλλιογενή ύφαλο στα βορειοανατολικά της Αυστραλίας.
Η λίμνη Crawford στον Καναδά, τέλος, προτείνεται ως πιθανή επίσημη τοποθεσία που θα σηματοδοτήσει την έναρξη του Ανθρωπόκαινου χάρη στα διακριτά στρώματα που καταγράφουν καθαρά το αποτύπωμα των πυρηνικών δοκιμών.
Πηγή BBC.