p Como o aumento do nível do mar ameaça as áreas costeiras, os cientistas estão usando uma técnica emergente de datação nuclear para rastrear os meandros do fluxo de água. p A Flórida é conhecida pela água. Entre suas praias, pântanos, tempestades e umidade, o estado está encharcado. E abaixo de toda a sua superfície está o maior aquífero de água doce do país.

p O Aquífero Floridan produz 1,2 trilhão de galões de água por ano - quase 2 milhões de piscinas olímpicas. Serve como fonte primária de água potável para mais de 10 milhões de pessoas e dá suporte à irrigação de mais de 2 milhões de acres. Também abastece milhares de lagos, nascentes e pântanos, e os ambientes que nutrem.

p "Os dados de apenas algumas amostras são ricos em oportunidades, e este estudo demonstra o grande potencial do criptônio-81 em vários campos da geoquímica, "diz o cientista do Laboratório Nacional de Argonne, Peter Mueller.

p Mas com o derretimento das geleiras devido ao aquecimento global, o aumento do nível do mar ameaça esta fonte de água - e outros aquíferos costeiros - com a intrusão de água salgada. É mais importante do que nunca estudar a história e o comportamento da água nesses aquíferos, e os sistemas de água dinâmicos da Flórida tornam-no um excelente ambiente de teste.

p Em um estudo conduzido pela Universidade de Chicago, os cientistas aplicaram uma técnica de datação desenvolvida por físicos nucleares do Laboratório Nacional de Argonne do Departamento de Energia dos EUA (DOE), que usa uma versão radioativa do elemento criptônio para estudar a origem e o fluxo de água doce e salgada no Aquífero Floridan. Suas descobertas demonstram a promessa desta nova técnica para ajudar a compreender e prever os efeitos das mudanças climáticas nos aquíferos costeiros, para informar a gestão dos recursos hídricos e revelar informações sobre outros processos geológicos.

p Contando criptônio

p Para estudar o fluxo de água no aquífero, os cientistas usaram o TRACER Center em Argonne para realizar datação por radiokrypton. Esta técnica funciona pelos mesmos princípios da datação por carbono, onde a idade de algo é determinada com base na quantidade de um determinado elemento remanescente na amostra. Mas em vez de carbono, ele usa o isótopo radioativo criptônio-81.

p Uma pequena quantidade de criptônio-81 é produzida naturalmente na atmosfera e pode se dissolver nas gotículas de água nas nuvens e corpos d'água. Uma vez que a água vai para o subsolo, ele para de absorver o criptônio-81 da atmosfera, e o que resta lentamente se transforma em outros elementos com o passar do tempo.

p Se os cientistas conseguirem descobrir a proporção entre o criptônio-81 na água e na atmosfera, eles podem calcular quanto tempo está no subsolo.

p "Isso é extremamente desafiador, "disse Peter Mueller da divisão de Física de Argonne." Como o criptônio-81 é tão raro, você precisa de ferramentas de medição muito sensíveis para detectar a pequena quantidade dentro de uma amostra. "

p Apenas um em um milhão de átomos na atmosfera é criptônio. O que mais, apenas um em um trilhão de átomos de criptônio é especificamente o criptônio-81. Isso deixa tão poucos átomos para serem detectados em uma amostra que os cientistas os contam um por um usando uma técnica chamada Análise de Traço Atom Trap, desenvolvido em Argonne.

p A equipe coletou amostras de oito poços do aquífero e extraiu o gás dissolvido na água, incluindo o criptônio-81. No TRACER Center, eles enviaram o gás por uma linha de luz onde seis feixes de laser se juntam para criar uma armadilha exclusiva para o isótopo de interesse (neste caso, criptônio-81). Os átomos presos aparecem em uma câmera, e os cientistas podem contá-los até o átomo individual.

p Este estudo é a primeira aplicação de datação por radiocriptônio no Aquífero Floridan.

p Existem boas e más notícias

p Algumas das amostras continham 40, Água salgada de 000 anos de pouco antes do último máximo glacial em torno de 25, 000 anos atrás, quando grande parte da água que agora está no oceano foi capturada em enormes geleiras. Durante este período, o nível do mar estava mais de 100 metros mais baixo do que é agora.

p "Por causa do aquecimento global, o nível do mar está subindo, fazendo com que a água do mar estrague as fontes de água doce, "disse Reika Yokochi, professor pesquisador da Universidade de Chicago e principal cientista do estudo. "A presença de água moderadamente velha significa que a água salgada persiste no aquífero assim que chega. Esta é uma má notícia. Temos que minimizar a taxa dessa poluição."

p Embora as amostras salgadas sejam preocupantes, há boas notícias, também. Os cientistas confirmaram que a água na parte sul do Aquífero Floridan foi recarregada com água doce durante o último período glacial (em algum momento entre 12, 000 a 115, 000 anos atrás), reforçando a compreensão atual da dinâmica da água doce.

p "Também encontramos uma amostra com água doce relativamente jovem, o que é uma boa notícia para a Flórida porque significa que a água flui ativamente e é renovável perto do centro da Flórida, "disse Yokochi.

p Nova técnica com grande potencial

p A datação por radiokrypton é uma técnica relativamente nova, e os cientistas estão apenas começando. Esta ferramenta tem um potencial incrível para conduzir descobertas em física, geologia e além.

p Por exemplo, cientistas armados com datação por radiocriptônio podem usar a água dos aquíferos costeiros como mensageiros potenciais das mudanças nos ciclos da água e na composição da água do mar antiga. A técnica também pode fornecer informações sobre o movimento de elementos através das fronteiras terra-oceano, que impacta o dióxido de carbono (CO ₂ ) níveis na atmosfera.

p "À medida que a água flui na superfície ou no subsolo, reage com a rocha circundante e recolhe assinaturas que contam uma história, "disse Yokochi." Esta informação pode ajudar a melhorar e validar nossos modelos dos sistemas da Terra e do ciclo dos elementos, que estão intimamente ligados ao clima global. "

p A datação por radiokrypton também serve como um complemento à datação por carbono quando realizada nas mesmas amostras. Os cientistas podem usar os resultados da datação por radiocriptônio para calibrar a análise de datação por carbono. Uma vez corrigido, os dados de carbono podem fornecer uma visão adicional, especialmente nas taxas de reações de água-carbonato.

p "Quando você tem uma ferramenta nova como esta e a aplica pela primeira vez, mesmo em um aquífero que tem sido muito estudado, de repente, você obtém uma nova perspectiva e um novo insight, "disse Mueller." Os dados de apenas algumas amostras são ricos em oportunidades, e este estudo demonstra o grande potencial do criptônio-81 em vários campos da geoquímica. "