Radioactieve uraniumisotopen hopen zich op in de schilden van schildpadden. Dit kan helpen om vroegere blootstelling aan radioactieve vervuiling te bepalen.

Schildpadden kunnen blootstelling van tientallen jaren aan radioactieve verontreiniging uit het verleden opslaan op hun rug.

De afgelopen eeuw zijn verschillende plaatsen verontreinigd met radioactieve stoffen, veroorzaakt door het testen van kernwapens of het lozen van kernafval. Uit recent onderzoek, gepubliceerd in PNAS Nexus, blijkt nu dat radioactieve uraniumisotopen zich opstapelen in het schild van schildpadden.

Wat gebeurt er als de permafrost ontdooit?
LEES OOK

Wat gebeurt er als de permafrost ontdooit?

Door de opwarming van de aarde dooit de permafrost in rap tempo. Aardwetenschapper Niek Jesse Speetjens deed onderzoek naar de gevolgen.

Radioactieve verspreiding

Radionucliden zijn varianten van elementen met een onstabiele atoomkern, en zijn daarmee radioactief: ze kunnen schadelijke straling uitzenden. Daarbij verandert de samenstelling van de kern van zo’n radionuclide, waardoor het een ander element wordt of een ander variant (isotoop) van hetzelfde element.

Radionucliden afkomstig van nucleaire activiteiten zijn verspreid over de wereld en blijven voor lange tijd achter in ecosystemen. Volgens schattingen is in de VS alleen al tot wel 80 miljoen kubieke meter aan grond en 4,7 miljard kubieke meter aan water vervuild door nucleaire activiteiten uit het verleden.

Schubben van laagjes

Volgens aardwetenschapper Cyler Conrad, werkzaam aan het Pacific Northwest Nationaal Laboratorium in Washington State, is het lastig om de stapeling van radionucliden in organismen te meten. Boomringen kunnen radionucliden bevatten en groeien netjes in chronologische volgorde, maar het probleem is dat de elementen zich in het hout kunnen verspreiden over meerdere ringen. Daardoor is de chronologische registratie onbetrouwbaar, zegt Conrad.

Conrad en zijn collega’s waren benieuwd of de ruwe schubben die groeien op de schilden van schildpadden tot betrouwbaardere resultaten zouden kunnen leiden. De schubben groeien, net als boomringen, in laagjes. Maar, anders dan bij boomringen, kunnen de radioactieve stoffen zich niet verspreiden over de laagjes zodra het nagel-achtige schubmateriaal is gevormd, en gescheiden is van andere lichaamsweefsels.

Museumschildpadden

De onderzoekers namen monsters van schilden van vier schildpadden uit musea. De schildpadden waren elk van een andere soort, en leefden op verschillende plekken die vroeger alle vier blootgesteld zijn aan nucleaire vervuiling. Twee van de geteste schildpaddensoorten waren de groene zeeschildpad (Chelonia mydas) uit de Marshalleilanden en de woestijnschildpad (Gopherus agassizii) uit de Mojavewoestijn in Nevada. In beide gebieden zijn halverwege de twintigste eeuw proeven met kernwapens uitgevoerd.

Ook de andere twee schildpadden leefden op plekken waar de omgeving vervuild is met kernafval. Ter vergelijking bestudeerden de onderzoekers ook een woestijnschildpad die in een onvervuilde omgeving leefde.

Reconstructie

Chemische analyses van kleine stukjes van de schubben lieten zien dat de vier schildpadden die afkomstig waren van de ‘nucleaire plaatsen’ licht verhoogde concentraties van uranium-radionucliden in hun schilden hebben. Een Carolinadoosschildpad (Terrapene carolina carolina) die vlakbij het Oak Ridge Nationaal Laboratorium in Tennesee leefde, had uranium opgeslagen in zijn schild in de groeiringen tussen 1955 en 1962. Dit valt precies samen met lozingen van kernafval op die plek.

Het team verwacht de chronologische documentatie van de aanwezigheid van uranium te kunnen gebruiken om historische vervuiling van ecosystemen te reconstrueren.

Levend

Bioloog Germán Orizoala van de Universiteit van Oviedo in Spanje denkt dat dit onderzoek aanleiding kan geven tot veel meer radio-ecologisch onderzoek met dierencollecties in musea. ‘Onderzoekers kunnen dan de concentratie van radionucliden in veren, botten en andere weefsels van dieren vóór en na nucleaire blootstelling bepalen.’

De onderzoekers hebben maar een klein stukje weefsel nodig voor hun analyses. Bioloog en ecotoxicoloog Clare Brashaw van de Universiteit van Stockholm in Zweden denkt daarom dat de relatief non-invasieve techniek ook gebruikt kan worden bij levende schildpadden.