O bombardeamento atómico de Hiroshima, no Japão, pelos Estados Unidos, em Agosto de 1945, não só foi devastador na altura, resultando na morte de centenas de milhares de pessoas, mas teve impactos duradouros até aos dias de hoje, particularmente o elevado incidência de câncer por radiação.



A pesquisa contínua na Baía de Hiroshima descobriu um novo tipo de detritos provenientes da precipitação radioativa, conhecidos como óculos de Hiroshima. Estes se formaram a partir de materiais vaporizados da bomba e da paisagem e infraestrutura circundantes visadas.

Nova pesquisa publicada em Earth and Planetary Science Letters analisou as composições químicas e isotópicas desses vidros para verificar seu processo de formação durante o evento nuclear.

Nathan Asset, da Université Paris Cité, França, e colegas determinaram que a rápida condensação (1,5–5,5 segundos) dentro da bola de fogo nuclear (temperatura 3.200–1.000 Kelvin) foi o processo primário. Isto é semelhante ao processo pelo qual os primeiros sólidos (condensados) no sistema solar, inclusões ricas em cálcio e alumínio (CAIs) de meteoritos primitivos (condritos), teriam se formado a partir da vaporização da poeira interestelar e do gás nebuloso.

Para investigar isso ainda mais, a equipe de pesquisa identificou quatro tipos de vidros nas 94 amostras de detritos radioativos:melilítico (baixo teor de sílica, alto teor de óxido de cálcio e rico em óxido de magnésio), anortosítico (alto teor de óxido de alumínio e contendo ferro), soda– cal (rica em sílica e óxido de sódio) e sílica (~99% de sílica). A origem do vidro de sílica não pode ser separada dos grãos de areia da praia, mas os vidros de cal sodada assemelham-se a composições de origem industrial.

Reconstruindo a formação desses vidros, os pesquisadores afirmam que a bola de fogo de plasma explodiu 580 m acima da cidade, com um raio de 260 m, uma temperatura máxima de 10 ⁷ K e uma pressão de 10 ⁶ atmosferas. Uma onda térmica tocou o solo a temperaturas de 6.287°C.

Em apenas 0,35 segundos, a pressão caiu para corresponder à da atmosfera circundante e em 10 segundos a temperatura diminuiu para 1.500–2.000 K e a vaporização cessou. Nos 0,5-2 segundos imediatos após a explosão, os materiais da cidade (concreto, ligas de ferro e alumínio, vidro industrial e solo) foram vaporizados e misturados com areia, água do rio Ota e a atmosfera para produzir os vários vidros.

Existe alguma dificuldade em estimar as quantidades reais de cada componente que foi vaporizado, pois nem todos os edifícios foram destruídos; por exemplo, alguns construídos para resistir a terremotos sobreviveram à explosão e, portanto, alguns concretos, ferro e tijolos não foram vaporizados.

Além disso, diferentes materiais requerem diferentes quantidades de energia para vaporizar e, portanto, formam núcleos de condensação em diferentes estágios do processo de formação de vidro (por exemplo, a inclusão de água do rio seria sustentada por mais tempo, pois requer menos energia que o concreto).

A composição isotópica da sílica nos vidros de Hiroshima foi de -23,0 ± 1,8 ‰ a -1,5 ± 1,1 ‰, enquanto a do oxigênio via fracionamento independente de massa foi de -3,1 ± 0,6 ‰, todos dentro dos domínios da composição dos CAIs . A equipe de pesquisa usou os resultados do fracionamento para determinar que os vidros melilíticos foram os primeiros a se formar, depois os anortosíticos, seguidos pela cal sodada e, finalmente, pela sílica quase pura.

Embora a composição do ambiente de formação de vidro de Hiroshima seja diferente daquela dos CAIs (temperatura 3.500 K para Hiroshima e 2.000 K para o disco de acreção solar, pressão de 1 bar para Hiroshima e 10 ^-3 –10 ^-6 barra para o disco solar, ambiente rico em oxigênio para Hiroshima e rico em hidrogênio para o disco solar) e o tempo durante o qual os eventos ocorreram (<20 minutos para Hiroshima versus muitos anos para o disco solar), compreendendo os processos que ocorrem durante o gás- uma transição sólida ajuda-nos a descobrir mais sobre as origens do nosso sistema solar e tudo o que se desenvolveu desde então.

Mais informações: Nathan Asset et al, Condensação de vidros radioativos na bola de fogo nuclear de Hiroshima resultando em fracionamento independente de massa de oxigênio, Earth and Planetary Science Letters (2023). DOI:10.1016/j.epsl.2023.118473
Informações do diário: Cartas da Terra e da Ciência Planetária

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