Oltre ai clorofluorocarburi, il trizio può agire come tracciante transitorio e ha la capacità di “delineare” i percorsi biologici, chimici e fisici in tutti gli oceani del mondo a causa della sua distribuzione in evoluzione. Il trizio è stato quindi utilizzato come strumento per esaminare la circolazione e la ventilazione dell’oceano e, per tali scopi, viene solitamente misurato in unità di trizio in cui 1 TU è definito come il rapporto tra 1 atomo di trizio e 1018 atomi di idrogeno, approssimativamente pari a 0,118 Bq/litro., Come notato in precedenza, i test di armi nucleari, principalmente nelle regioni ad alta latitudine dell’emisfero settentrionale, durante la fine degli anni 1950 e l’inizio degli anni 1960 hanno introdotto grandi quantità di trizio nell’atmosfera, in particolare nella stratosfera. Prima di questi test nucleari, c’erano solo circa 3-4 chilogrammi di trizio sulla superficie terrestre; ma queste quantità sono aumentate di 2 o 3 ordini di grandezza durante il periodo post-test., Alcune fonti hanno riferito che i livelli di fondo naturale sono stati superati di circa 1.000 TU nel 1963 e nel 1964 e l’isotopo è usato nell’emisfero settentrionale per stimare l’età delle acque sotterranee e costruire modelli di simulazione idrogeologica. Recenti fonti scientifiche hanno stimato che i livelli atmosferici al culmine dei test delle armi si avvicinino a 1.000 TU e che i livelli pre-fallout dell’acqua piovana siano compresi tra 5 e 10 TU. Nel 1963 Valentia Island Ireland registrò 2.000 TU di precipitazioni.,
Oceano Atlantico del nordmodifica
Mentre si trovava nella stratosfera (periodo post-test), il trizio interagiva con le molecole d’acqua e si ossidava e era presente in gran parte delle precipitazioni rapidamente prodotte, rendendo il trizio uno strumento prognostico per studiare l’evoluzione e la struttura del ciclo idrologico, nonché la ventilazione e la formazione di masse d’acqua nell’Oceano Atlantico settentrionale.
I dati bomba-trizio sono stati utilizzati dal programma Transient Tracers in the Ocean (TTO) al fine di quantificare i tassi di rifornimento e ribaltamento per le acque profonde situate nel Nord Atlantico.,
La bomba-trizio entra anche nell’oceano profondo intorno all’Antartico. La maggior parte dell’acqua tritiata dalla bomba (HTO) in tutta l’atmosfera può entrare nell’oceano attraverso i seguenti processi:
(a) precipitazione (b) scambio di vapore (c) deflusso fluviale
Questi processi rendono HTO un ottimo tracciante per scale temporali fino a pochi decenni.,
Utilizzando i dati di questi processi per il 1981, l’isosuperficie 1 TU si trova tra 500 e 1.000 metri di profondità nelle regioni subtropicali e quindi si estende a 1.500-2.000 metri a sud della corrente del Golfo a causa del ricircolo e della ventilazione nella parte superiore dell’Oceano Atlantico. A nord, l’isosuperficie si approfondisce e raggiunge il pavimento della pianura abissale che è direttamente correlata alla ventilazione del fondo oceanico su scale temporali di 10-20 anni.
Anche evidente nell’Oceano Atlantico è il profilo trizio vicino Bermuda tra la fine del 1960 e la fine del 1980., C’è una propagazione verso il basso del massimo trizio dalla superficie (1960) a 400 metri (1980), che corrisponde a un tasso di approfondimento di circa 18 metri all’anno. Ci sono anche aumenti di trizio a 1.500 metri di profondità alla fine degli anni 1970 e 2.500 metri a metà degli anni 1980, entrambi i quali corrispondono a eventi di raffreddamento nelle acque profonde e alla ventilazione delle acque profonde associate.
Da uno studio del 1991, il profilo di trizio è stato utilizzato come strumento per studiare la miscelazione e la diffusione di acque profonde del Nord Atlantico di nuova formazione (NADW), corrispondenti agli aumenti di trizio a 4 TU., Questo NADW tende a riversarsi sui davanzali che dividono il Mare di Norvegia dall’Oceano Atlantico Settentrionale e poi scorre verso ovest e verso l’equatore in profonde correnti di confine. Questo processo è stato spiegato attraverso la distribuzione su larga scala del trizio nel profondo Nord Atlantico tra il 1981 e il 1983. Il gyre sub-polare tende ad essere rinfrescato (ventilato) dal NADW ed è direttamente correlato agli alti valori di trizio (> 1.5 TU)., Anche evidente era la diminuzione del trizio nella corrente di confine occidentale profonda di un fattore 10 dal Mare del Labrador ai Tropici, che è indicativo di perdita all’interno dell’oceano a causa della miscelazione turbolenta e del ricircolo.
Oceano Pacifico e indianomodifica
In uno studio del 1998, le concentrazioni di trizio nell’acqua di mare superficiale e nel vapore acqueo atmosferico (10 metri sopra la superficie) sono state campionate nelle seguenti località: il Mare di Sulu, la baia di Fremantle, il Golfo del Bengala, la baia di Penang e lo stretto di Malacca., I risultati hanno indicato che la concentrazione di trizio nell’acqua di mare superficiale era più alta nella baia di Fremantle (circa 0,40 Bq/litro), che potrebbe essere accreditata per la miscelazione del deflusso di acqua dolce dalle terre vicine a causa di grandi quantità trovate nelle acque costiere. Tipicamente, concentrazioni più basse sono state trovate tra 35 e 45 gradi di latitudine sud e vicino all’equatore. I risultati hanno anche indicato che (in generale) il trizio è diminuito nel corso degli anni (fino al 1997) a causa del decadimento fisico della bomba trizio nell’Oceano Indiano., Per quanto riguarda il vapore acqueo, la concentrazione di trizio era di circa un ordine di grandezza maggiore delle concentrazioni superficiali dell’acqua di mare (comprese tra 0,46 e 1,15 Bq/litro). Pertanto, il vapore acqueo trizio non è influenzato dalla concentrazione di acqua di mare superficiale; quindi, le alte concentrazioni di trizio nel vapore sono state concluse come una conseguenza diretta del movimento verso il basso del trizio naturale dalla stratosfera alla troposfera (quindi, l’aria oceanica ha mostrato una dipendenza dal cambiamento latitudinale).,
Nell’Oceano Pacifico Settentrionale, il trizio (introdotto come trizio bomba nell’emisfero settentrionale) si diffuse in tre dimensioni. C’erano massimi subsuperficiali nelle regioni di latitudine media e bassa, che è indicativo di processi di miscelazione laterale (avvezione) e diffusione lungo linee di densità potenziale costante (isopicnali) nell’oceano superiore. Alcuni di questi massimi anche correlare bene con salinità extrema. Per ottenere la struttura per la circolazione oceanica, le concentrazioni di trizio sono state mappate su 3 superfici di densità potenziale costante (23.90, 26.02 e 26.81)., I risultati hanno indicato che il trizio era ben miscelato (a 6-7 TU) sull’isopicnale 26,81 nel giro ciclonico subartico e sembrava esserci un lento scambio di trizio (rispetto agli isopicnali meno profondi) tra questo giro e il giro anticiclonico a sud; inoltre, il trizio sulle superfici 23,90 e 26,02 sembrava essere scambiato a un ritmo più lento tra il giro centrale del Pacifico settentrionale e le regioni equatoriali.,
La penetrazione in profondità del trizio bomba può essere separata in 3 strati distinti:
Strato 1 Lo strato 1 è lo strato più superficiale e include lo strato più profondo e ventilato in inverno; ha ricevuto il trizio tramite fallout radioattivo e ne ha perso alcuni a causa dell’avvezione e / o della diffusione verticale e contiene circa il 28% della quantità totale di trizio. Strato 2 Lo strato 2 è al di sotto del primo strato ma al di sopra dell’isopycnal 26.81 e non fa più parte dello strato misto., Le sue 2 fonti sono diffusione verso il basso dallo strato misto e espansioni laterali affioranti strati( poleward); contiene circa il 58% del trizio totale. Strato 3 Lo strato 3 è rappresentativo di acque più profonde dell’affioramento isopicnale e può ricevere trizio solo per diffusione verticale; contiene il restante 14% del trizio totale.
Mississippi River SystemEdit
Gli impatti del fallout nucleare sono stati avvertiti negli Stati Uniti in tutto il sistema fluviale del Mississippi., Le concentrazioni di trizio possono essere utilizzate per comprendere i tempi di permanenza dei sistemi idrologici continentali (al contrario dei soliti sistemi idrologici oceanici) che includono acque superficiali come laghi, torrenti e fiumi. Lo studio di questi sistemi può anche fornire alle società e ai comuni informazioni a fini agricoli e alla qualità complessiva delle acque fluviali.,
In uno studio del 2004, diversi fiumi sono stati presi in considerazione durante l’esame delle concentrazioni di trizio (a partire dagli 1960) in tutto il bacino del fiume Mississippi: fiume Ohio (il più grande input per il flusso del fiume Mississippi), fiume Missouri e fiume Arkansas. Le più grandi concentrazioni di trizio sono state trovate nel 1963 in tutte le posizioni campionate in questi fiumi e si correlano bene con le concentrazioni di picco nelle precipitazioni a causa dei test di bomba nucleare nel 1962., Le concentrazioni più alte complessive si sono verificate nel fiume Missouri (1963) e sono state superiori a 1.200 TU mentre le concentrazioni più basse sono state trovate nel fiume Arkansas (mai superiori a 850 TU e meno di 10 TU a metà degli anni 1980).
Diversi processi possono essere identificati utilizzando i dati del trizio dai fiumi: deflusso diretto e deflusso di acqua dai serbatoi delle acque sotterranee. Utilizzando questi processi, diventa possibile modellare la risposta dei bacini fluviali al tracciante transitorio del trizio., Due dei modelli più comuni sono i seguenti:
Pistone-approccio flusso trizio segnale appare immediatamente; e Ben mixati serbatoio approccio deflusso concentrazione dipende dal tempo di residenza delle acque del bacino
Purtroppo, entrambi i modelli non riescono a riprodurre il trizio nelle acque di un fiume; quindi, una con due membri di miscelazione modello è stato sviluppato, che è costituito da 2 componenti: un prompt-componente del flusso (recenti precipitazioni – “pistone”) e un componente dove le acque risiedono nel bacino per più di 1 anno (“well-mixed serbatoio”)., Pertanto, la concentrazione di trizio del bacino diventa una funzione dei tempi di residenza all’interno del bacino, dei lavandini (decadimento radioattivo) o delle fonti di trizio e della funzione di input.
Per il fiume Ohio, i dati del trizio indicavano che circa il 40% del flusso era composto da precipitazioni con tempi di residenza inferiori a 1 anno (nel bacino dell’Ohio) e le acque più vecchie consistevano in tempi di residenza di circa 10 anni. Pertanto, i tempi di residenza brevi (meno di 1 anno) corrispondevano al componente “prompt-flow” del modello di miscelazione a due membri., Per quanto riguarda il fiume Missouri, i risultati hanno indicato che i tempi di permanenza erano di circa 4 anni con la componente di flusso rapido di circa il 10% (questi risultati sono dovuti alla serie di dighe nell’area del fiume Missouri).
Per quanto riguarda il flusso di massa del trizio attraverso lo stelo principale del fiume Mississippi nel Golfo del Messico, i dati hanno indicato che circa 780 grammi di trizio sono fuoriusciti dal fiume e nel Golfo tra il 1961 e il 1997, una media di 7,7 PBq/anno., E i flussi attuali attraverso il fiume Mississippi sono di circa 1 a 2 grammi all’anno rispetto ai flussi del periodo pre-bomba di circa 0,4 grammi all’anno.