Expedíció a Svájci-Olasz Alpokba: jégfúrás a Colle Gnifetti gleccser tetején

2020 nyarán expedíciót indítottunk a svájci-olasz Alpokba, ahol a Colle Gnifetti gleccser tetején, 4453 méter magasan lefúrtunk kétszer 33 méter mélyre. Célunk az volt, hogy mintát gyűjtsünk az 1930-tól 1950-ig akkumulálódott jégből.

A Földet elérő nagyenergiájú töltött részecskékből álló kozmikus sugárzás (elsősorban protonok és alfa-részecskék) a légkör atomjaival számtalan magreakción keresztül úgynevezett kozmogén izotópokat termel. Az egyik ilyen kozmogén izotóp a hidrogén radioaktív izotópja, a trícium. A trícium keletkezése után oxidálódik, bekerül a földi vízkörforgásba, azaz a csapadékkal lehullik a felszínre, ezáltal ő a földi vízciklus egy kiváló nyomjelzője. Mivel a kozmikus sugárzás erőssége függ attól, hogy a Nap mágneses térereje mekkora, ezért a 11 éves Napciklus és a csapadékban található trícium között korrelációnak kell lennie. A debreceni csapadék több mint 15 éves pontos tríciummérésekkel előállított idősorát elemezve korábban már kimutattuk (először a világon), hogy ez az összefüggés létezik (Palcsu és munkatársai, 2018). Korábban ez több okból sem volt lehetséges: nem voltak elegendően érzékenyek azok a mérések, amellyel a csapadék alacsony tríciumkoncentrációját pontosan meg lehet határozni. Másrészt az 50-es évektől kezdődő légköri hidrogénbomba robbantások megszázszorozták, megezerszerezték az légkör tríciumtartalmát, láthatatlanná téve ezzel a Napciklus által kiváltott piciny természetes ingadozást.

Az összefüggés további megerősítése céljából olyan csapadékok tríciumkoncentrációját kívánjuk a továbbiakban vizsgálni, amelyek biztosan a nukleáris korszak előtt hullottak. Ilyenek a gleccserek akkumulációs szintjén hulló hóból kialakuló egymásra ülepedő jégrétegek. Ebben a rétegekben még természetes mennyiségű trícium található, nem szennyezett sem hidrogénbombából származó, sem atomerőművi eredetű tríciummal. Viszont mivel a trícium felezési ideje csak 12,32 év, így az eleve alacsony természetes szintnek már csak a kevesebb, mint 40-ed része található meg a jégben a radioaktív bomlás miatt, ezért extrém érzékeny és közben pontos méréstechnikára van szükség. Az egyes éveket reprezentáló jégmagok mérései várhatóan nyolc hónapot vesznek igénybe, ugyanis a szükséges érzékenység miatt nem a trícium radioaktív bomlását detektáljuk, hanem érzékeny nemesgáz tömegspektrometriai módszerek segítségével határozzuk meg, hogy a trícium bomlásából nyolc hónap alatt mennyi ³He leányelem képződik. Így a természetes szint kevesebb, mint egy ezreléke is kimutathatóvá válik.

Az expedíció elején 2 napot töltöttünk a Monte Rosa menedékházban (2870 méterrel a tengerszint felett), hogy hozzászokjunk a magashegyi alacsony légnyomáshoz. Közben persze olyan gyógyszert is szedtünk, amely gyorsítja az akklimatizációt.

Július 30-án helikopterrel feljutottunk a gleccser tetejére, ahol azonnal munkához láttunk a ragyogó napsütésben. Négy nap alatt sikerült kétszer lefúrnunk 33,5 méterre, ahonnan összesen 162 db 10-20 cm-es jégmintát sikerült vennünk, összesen 120 kg tömegben. A minták feldolgozását időközben elkezdtük, az extrém érzékeny tríciumméréseket várhatóan 2021 áprilisában fogjuk végrehajtani.

Irodalom:

Palcsu L., Morgenstern U., Sültenfuss J., Koltai G., László E., Temovski M., Major Z., Nagy J.T., Papp L., Varlam C., Faurescu I., Túri M., Rinyu L., Czuppon G., Bottyán E., Jull A.J.T.: Modulation of Cosmogenic Tritium in Meteoric Precipitation by the 11-year Cycle of Solar Magnetic Field Activity, Scientific Reports 8 (2018) 12813.