몸속에 있는 원자폭탄 표시

그것은 당신의 이빨에 있습니다. 당신의 눈과 두뇌도 마찬가지입니다. 과학자들은 이를 "폭탄 스파이크"(또는 "폭탄 펄스")라고 부르며, 반세기 이상 동안 그 특징이 인체 내부에 존재해 왔습니다.

1950년대에는 지상에서 너무 많은 핵폭탄 폭발이 일어나 대기의 화학적 구성이 바뀌었습니다. 그 이후로 바다, 퇴적물, 종유석 등과 함께 지구상 생명체의 탄소 구성이 바뀌었습니다.

폭발로 인한 직접적인 방사성 낙진과 달리 폭탄 스파이크는 해롭지 않습니다. 사실, 이는 최근 몇 년간 과학자들에게 놀라울 정도로 도움이 되는 것으로 입증되었습니다. 어떤 사람들은 이를 "버섯 구름의 은빛 안감"이라고 묘사하기까지 했습니다.

왜? 맥박의 증거는 어디에나 존재하므로 법의학 과학자에게 사람이 언제 태어났는지(또는 사망했는지) 알려주고, 뇌의 뉴런 나이에 대한 발견을 제공하고, 밀렵된 야생 동물의 기원을 밝히고, 적포도주를 결정하는 데 사용할 수 있습니다. 빈티지하고 수백 년 된 상어의 실제 나이를 잠금 해제할 수도 있습니다(상자 참조: "폭탄 스파이크의 다양한 용도").

그리고 이제는 새로운 지질학적 시대를 정의하는 데에도 도움이 될 수 있습니다. 지난 7월, 한 지구과학자 그룹은 20세기 중반 인간이 만든 다른 지표와 함께 캐나다 호수에 존재하는 이 물질이 인류세의 공식적인 시작을 나타내야 한다고 권고했습니다.

그렇다면 폭탄 스파이크란 정확히 무엇이며, 그것이 우리와 세상에 대해 무엇을 드러낼 수 있을까요?

1960년 프랑스의 세 번째 원자폭탄 실험 이전에 알제리에 설치된 인형들(제공: Getty Images)

1963년 핵실험 금지 조약이 서명국에게 지하 핵폭탄 실험을 의무화하기 전에는 정부가 수백 개의 핵무기를 야외에서 폭발시켰습니다. 주로 미국과 러시아가 실시한 폭발 중 500회 이상은 내용물을 대기 중으로 뿜어냈습니다.

이러한 테스트는 방사성 물질을 광범위하게 퍼뜨려 인간과 야생 동물에게 해를 끼치고 전체 지역을 거주할 수 없게 만든다는 것은 잘 알려져 있습니다. 아마도 과학 실험실 밖에서는 덜 알려진 사실은 폭탄이 천연 질소와 반응하여 새로운 동위원소, 특히 탄소-14를 형성했다는 사실입니다.

1960년대까지 지상 폭탄 테스트에서는 이전 수준에 비해 대기 중 탄소-14 양이 거의 두 배나 증가했습니다. 처음에 동위원소는 물, 퇴적물, 식물에 들어간 다음 먹이 사슬을 따라 인간에게 전달되었습니다. 심지어 가장 깊은 해구에 있는 유기체에도 도달했습니다.

스파이크의 과학적 응용에 대한 리뷰를 발표한 비엔나 대학의 Walter Kutschera는 "본질적으로 1950년대 후반부터 대기 CO2와 교환된 지구상의 모든 탄소 저장고에는 탄소-14 폭탄이라는 라벨이 붙어 있습니다"라고 썼습니다. 2022년 Radiocarbon 저널에 게재됨.

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20세기 중반에 과학자들은 대기 테스트가 중단되었을 때 탄소-14의 급증을 지적했지만, 높은 수준이 유용할 수 있다는 것을 깨닫는 데 수십 년이 걸렸습니다. 1950년대부터 그들은 구석기 시대 유물이나 고대 문서의 연대를 측정하기 위해 탄소-14를 사용해 왔지만 이는 방사성 탄소 연대 측정으로 알려진 방사성 붕괴에 기반을 두고 있었습니다. 동위원소는 불안정합니다. 반감기가 5,730년이며 천천히 질소로 붕괴됩니다. 따라서 예를 들어 네안데르탈인이 죽었을 때 그들의 뼈와 치아에 있는 탄소-14의 양은 점차 감소하기 시작했을 것입니다. 감소 정도를 측정하면 네안데르탈인의 사망 날짜가 나옵니다.

그러나 방사성 탄소 연대 측정은 동위원소의 붕괴 속도가 느리기 때문에 300년 이상 된 표본으로 제한되는 경향이 있습니다. 더 젊고 정확한 날짜를 측정할 만큼 충분히 부패되지 않았습니다. 최근의 연대 측정을 더욱 혼란스럽게 만드는 것은 산업 혁명 이후 인류가 대기에 추가로 CO2를 도입했다는 것, 즉 소위 수에스 효과(Suess effect)입니다.

그러나 세기가 바뀌면서 연구자들은 폭탄 스파이크가 탄소-14를 다른 방식으로 사용하는 데 도움이 될 수 있으며 결정적으로 지난 70~80년 간의 연대 측정이 가능하다는 사실을 깨달았습니다.