aparte de los clorofluorocarbonos, el tritio puede actuar como un trazador transitorio y tiene la capacidad de «delinear» las rutas biológicas, químicas y físicas a través de los océanos del mundo debido a su distribución en evolución. Por lo tanto, el tritio se ha utilizado como una herramienta para examinar la circulación y ventilación oceánicas y, para tales fines, generalmente se mide en unidades de tritio donde 1 TU se define como la relación de 1 átomo de tritio a 1018 átomos de hidrógeno, aproximadamente igual a 0.118 Bq/litro., Como se señaló anteriormente, los ensayos de armas nucleares, principalmente en las regiones de alta latitud del hemisferio norte, a lo largo de finales del decenio de 1950 y principios del decenio de 1960 introdujeron grandes cantidades de tritio en la atmósfera, especialmente en la estratosfera. Antes de estas pruebas nucleares, solo había alrededor de 3 a 4 kilogramos de tritio en la superficie de la Tierra; pero estas cantidades aumentaron en 2 o 3 órdenes de magnitud durante el período posterior a las pruebas., Algunas fuentes informaron que los niveles naturales de fondo se excedieron en aproximadamente 1.000 TU en 1963 y 1964 y el isótopo se utiliza en el hemisferio norte para estimar la edad de las aguas subterráneas y construir modelos de simulación hidrogeológica. Fuentes científicas recientes han estimado que los niveles atmosféricos en el momento álgido de los ensayos de armas se aproximaban a 1.000 TU y que los niveles previos a la precipitación pluvial oscilaban entre 5 y 10 TU. En 1963 La Isla de Valentia Irlanda registró 2.000 TU EN precipitación.,
Océano Atlántico NorteEditar
mientras que en la estratosfera (período posterior a la prueba), el tritio interactuó y se oxidó a moléculas de agua y estuvo presente en gran parte de la precipitación producida rápidamente, haciendo del tritio una herramienta de pronóstico para estudiar la evolución y estructura del ciclo hidrológico, así como la ventilación y formación de masas de agua en el Océano Atlántico Norte.
Los datos de Bomb-tritio se utilizaron del programa Transient Tracers in the Ocean (TTO) para cuantificar las tasas de reabastecimiento y vuelco de aguas profundas ubicadas en el Atlántico Norte.,
Bomb-tritium también entra en el océano profundo alrededor de la Antártida. La mayor parte del agua tritiada por bomba (HTO) a través de la atmósfera puede ingresar al océano a través de los siguientes procesos:
(a) precipitación (b) intercambio de vapor (c) escorrentía del río
estos procesos hacen de HTO un gran trazador para escalas de tiempo de hasta unas pocas décadas.,
utilizando los datos de estos procesos para 1981, la isosuperficie de 1 TU se encuentra entre 500 y 1.000 metros de profundidad en las regiones subtropicales y luego se extiende a 1.500–2.000 metros al sur de la corriente del Golfo debido a la recirculación y ventilación en la parte superior del Océano Atlántico. Hacia el norte, la isosuperficie se profundiza y alcanza el suelo de la llanura abisal que está directamente relacionada con la ventilación del fondo oceánico en escalas de tiempo de 10-20 años.
también es evidente en el Océano Atlántico el perfil de tritio cerca de Las Bermudas entre finales de la década de 1960 y finales de la década de 1980., Hay una propagación descendente del máximo de tritio desde la superficie (década de 1960) a 400 metros (década de 1980), que corresponde a una tasa de profundización de aproximadamente 18 metros por año. También hay aumentos de tritio a 1.500 metros de profundidad a finales de la década de 1970 y 2.500 metros a mediados de la década de 1980, los cuales corresponden a eventos de enfriamiento en aguas profundas y ventilación en aguas profundas asociada.
a partir de un estudio realizado en 1991, se utilizó el perfil de tritio como herramienta para estudiar la mezcla y diseminación de aguas profundas recién formadas del Atlántico Norte (NADW), correspondientes a aumentos de tritio a 4 TU., Este NADW tiende a derramarse sobre los umbrales que dividen el mar de Noruega desde el Océano Atlántico Norte y luego fluye hacia el oeste y hacia el ecuador en profundas corrientes fronterizas. Este proceso se explicó a través de la distribución de tritio a gran escala en el Atlántico norte profundo entre 1981 y 1983. El giro sub-polar tiende a ser refrescado (ventilado) por el NADW y está directamente relacionado con los altos valores de tritio (> 1.5 TU)., También fue evidente la disminución del tritio en la corriente fronteriza Occidental profunda en un factor de 10 desde el mar de Labrador hasta los trópicos, lo que es indicativo de pérdida al interior del océano debido a la mezcla turbulenta y la recirculación.en un estudio realizado en 1998, se tomaron muestras de concentraciones de tritio en agua de mar superficial y vapor de agua atmosférico (10 metros sobre la superficie) en los siguientes lugares: el Mar De Sulu, la Bahía de Fremantle, la Bahía de Bengala, la Bahía de Penang y el Estrecho de Malaca., Los resultados indicaron que la concentración de tritio en el agua de mar superficial fue más alta en la Bahía de Fremantle (aproximadamente 0.40 Bq / litro), lo que podría ser acreditado para la mezcla de escorrentía de agua dulce de tierras cercanas debido a grandes cantidades encontradas en aguas costeras. Típicamente, se encontraron concentraciones más bajas entre 35 y 45 grados de latitud sur y cerca del ecuador. Los resultados también indicaron que (en general) el tritio ha disminuido a lo largo de los años (hasta 1997) debido a la descomposición física del tritio bomba en el Océano Índico., En cuanto al vapor de agua, la concentración de tritio fue aproximadamente un orden de magnitud mayor que las concentraciones de agua de mar superficial (que van desde 0.46 a 1.15 Bq/litro). Por lo tanto, el tritio del vapor de agua no se ve afectado por la concentración de agua de mar en la superficie; por lo tanto, las altas concentraciones de tritio en el vapor se concluyeron como una consecuencia directa del movimiento descendente del tritio natural de la estratosfera a la troposfera (por lo tanto, el aire del Océano mostró una dependencia del cambio latitudinal).,
en el Océano Pacífico Norte, el tritio (introducido como tritio bomba en el hemisferio norte) se extendió en tres dimensiones. Hubo máximos subsuperficiales en las regiones de latitud media y baja, lo que es indicativo de mezcla lateral (advección) y procesos de difusión a lo largo de líneas de densidad potencial constante (isopicnales) en el océano superior. Algunos de estos máximos incluso se correlacionan bien con los extremos de salinidad. Con el fin de obtener la estructura para la circulación oceánica, se mapearon las concentraciones de tritio en 3 superficies de densidad potencial constante (23.90, 26.02 y 26.81)., Los resultados indicaron que el tritio estaba bien mezclado (en 6 a 7 TU) en el isopicnal 26.81 en el giro ciclónico subártico y que parecía haber un intercambio lento de tritio (en relación con los isopicnales menos profundos) entre este giro y el giro anticiclónico al sur; también, el tritio en las superficies 23.90 y 26.02 parecía intercambiarse a un ritmo más lento entre el giro central del Pacífico Norte y las regiones ecuatoriales.,
la profundidad de penetración del tritio de la bomba se puede separar en 3 capas distintas:
capa 1 La Capa 1 es la capa más superficial e incluye la capa más profunda y ventilada en invierno; ha recibido tritio a través de lluvia radiactiva y ha perdido algo debido a la advección y / o difusión vertical y contiene aproximadamente el 28% de la cantidad total de tritio. Capa 2 La Capa 2 está por debajo de la primera capa, pero por encima de la isopicnal 26.81 y ya no forma parte de la capa mixta., Sus 2 fuentes son la difusión hacia abajo desde la capa mixta y las expansiones laterales que afloran los estratos (hacia el polo); contiene alrededor del 58% del tritio total. Capa 3 La Capa 3 es representativa de las aguas que son más profundas que el afloramiento isopicnal y solo puede recibir tritio a través de difusión vertical; contiene el 14% restante del tritio total.
sistema del río Misisipi
los impactos de la lluvia radiactiva nuclear se sintieron en los Estados Unidos a lo largo del sistema del río Misisipi., Las concentraciones de tritio se pueden utilizar para comprender los tiempos de residencia de los sistemas hidrológicos continentales (a diferencia de los sistemas hidrológicos oceánicos habituales) que incluyen aguas superficiales como lagos, arroyos y ríos. El estudio de estos sistemas también puede proporcionar a las sociedades y municipios información para fines agrícolas y la calidad general del agua de los ríos.,
en un estudio de 2004, se tuvieron en cuenta varios ríos durante el examen de las concentraciones de tritio (a partir de la década de 1960) a lo largo de la cuenca del río Misisipi: el río Ohio (mayor entrada al flujo del río Misisipi), el río Misuri y el río Arkansas. Las mayores concentraciones de tritio se encontraron en 1963 en todos los lugares muestreados a lo largo de estos ríos y se correlacionan bien con las concentraciones máximas en la precipitación debido a las pruebas de bombas nucleares en 1962., Las concentraciones más altas en general ocurrieron En el río Misuri (1963) y fueron mayores de 1,200 TU, mientras que las concentraciones más bajas se encontraron en el río Arkansas (nunca más de 850 TU y menos de 10 TU a mediados de la década de 1980).
Se pueden identificar varios procesos utilizando los datos de tritio de los ríos: escorrentía directa y salida de agua de reservorios de agua subterránea. Utilizando estos procesos, se hace posible modelar la respuesta de las cuencas fluviales al tritio tritio transitorio., Dos de los modelos más comunes son los siguientes:
la señal de tritio de aproximación de flujo de pistón aparece inmediatamente; y la concentración de salida de aproximación de reservorio bien mezclado depende del tiempo de residencia del agua de la cuenca
desafortunadamente, ambos modelos no reproducen el tritio en las aguas del río; por lo tanto, se desarrolló un modelo de mezcla de dos miembros que consta de 2 Componentes: un componente de flujo rápido (precipitación reciente-«pistón») y un componente donde las aguas residen en la cuenca por más de 1 año («reservorio bien mezclado»)., Por lo tanto, la concentración de tritio de la cuenca se convierte en una función de los tiempos de residencia dentro de la cuenca, sumideros (desintegración radiactiva) o fuentes de tritio, y la función de entrada.
para el río Ohio, los datos de tritio indicaron que alrededor del 40% del flujo estaba compuesto por precipitación con tiempos de residencia de menos de 1 año (en la cuenca de Ohio) y aguas más antiguas consistieron en tiempos de residencia de aproximadamente 10 años. Por lo tanto, los tiempos de residencia cortos (menos de 1 año) correspondían al componente «prompt-flow» del modelo de mezcla de dos miembros., En cuanto al río Misuri, los resultados indicaron que los tiempos de residencia fueron de aproximadamente 4 años con el componente de flujo rápido alrededor del 10% (estos resultados se deben a la serie de presas en el área del río Misuri).
en cuanto al flujo de masa de tritio a través del tallo principal del río Mississippi hacia el Golfo de México, los datos indicaron que aproximadamente 780 gramos de tritio fluyeron del río hacia el Golfo entre 1961 y 1997, un promedio de 7.7 PBq/año., Y los flujos actuales a través del río Mississippi son de aproximadamente 1 a 2 gramos por año en comparación con los flujos del período anterior a la bomba de aproximadamente 0.4 gramos por año.