Simulierte Ausdehnung des kontaminierten Wasses im Sommer 2012, 16 Monate nach der Reaktorkatastrophe. Die Farben illustrieren die Verdünnung relativ zur ursprünglichen Ausgangskonzentration in den japanischen Küstengewässern: die höchsten Werte (rot gefärbt) betragen noch etwa ein Tausendstel der Werte im April 2011. (Grafik: GEOMAR)
Kiel – Die Reaktorkatastrophe im japanischen Fukushima gerät bereits wieder in Vergessenheit. Grosse Mengen der dabei freigesetzten radioaktiven Substanzen breiten sich aber nach wie vor im Pazifik aus. Wissenschaftler des GEOMAR | Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel haben die langfristige Ausbreitung mit Hilfe einer Modellstudie untersucht. Danach sorgt die starke Vermischung durch ozeanische Wirbel für eine rasche Verdünnung des radioaktiven Wassers.
Durch die Reaktorkatastrophe von Fukushima im März letzten Jahres wurden grosse Mengen radioaktiven Materials freigesetzt. Ein überwiegender Teil davon gelangte über die Atmosphäre, teilweise aber auch durch direkte Einleitung in den Pazifischen Ozean, darunter auch langlebige Isotope wie das im Meerwasser gut lösliche Cäsium-137. Mit Hilfe detaillierter Computersimulationen haben Forscher des GEOMAR | Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel die langfristige Ausbreitung untersucht. „In unseren Modellen haben wir grossen Wert auf eine möglichst realistische Darstellung auch feiner Details der Strömungen gelegt“, erklärte der Leiter des Forscherteams, Prof. Claus Böning, „denn die Stoffausbreitung wird nicht nur durch die Hauptströmung, den Kuroshio, sondern massgeblich auch durch intensive und stark veränderliche Wirbel geprägt.“
Wasser über den halben Nordpazifik verteilt
„Nach unseren Modellrechnungen dürfte durch diese starken Verwirbelungen das radioaktive Wasser schon jetzt über nahezu den halben Nordpazifik verteilt worden sein“, erklärte Diplom-Ozeanograph Erik Behrens, Erst-Autor der in der internationalen Fachzeitschrift „Environmental Research Letters“ veröffentlichten Studie. „Zudem haben Winterstürme das Wasser bis in Tiefen von rund 500 Metern vermischt.“ Die damit einhergehende Verdünnung sorgt in der Modellrechnung für eine rasche Abnahme der Caesium-Konzentrationen.
Starke Verdünnung
Der Effekt der ozeanweiten Vermischung wird besonders deutlich, wenn man den im Modell simulierten zeitlichen Verlauf der Strahlungswerte im Pazifik mit den Verhältnissen in der Ostsee vergleicht. „Die im März und April 2011 in den Pazifik geflossene Menge an Radioaktivität war mindestens dreimal so gross wie die, die 1986 infolge der Tschernobyl-Katastrophe in die Ostsee eingetragen wurde“, erläutert Böning. „Trotzdem sind die von uns simulierten Strahlungswerte im Pazifik bereits jetzt niedriger als die Werte, die man noch heute, 26 Jahre nach Tschernobyl, in der Ostsee findet.“
Erhöhte Werte über viele Jahre hinweg
Nach der Modellsimulation sollten erste Ausläufer des verstrahlten Wassers etwa im Herbst 2013 die Hawaii-Inseln streifen und zwei bis drei Jahre später die nordamerikanische Küste erreichen. Anders als an der Meeresoberfläche schwimmende Trümmerteile, die auch durch den Wind vertrieben werden, wird das radioaktive Wasser allein durch die Strömungen unterhalb der Meeresoberfläche transportiert. Die weitere damit einhergehende Verdünnung wird sich nun aber deutlich verlangsamen, da die ozeanischen Wirbel im Ostpazifik viel schwächer als in der Kuroshio-Region sind. Daher werden noch über Jahre hinweg die Strahlungswerte im Nordpazifik deutlich über denen vor der Katastrophe liegen.
Sehr interessiert wären Claus Böning uns sein Team an direkten Vergleichmessungen. „Dann könnten wir unmittelbar sehen, ob wir auch bei den absoluten Größen der Konzentrationen richtig liegen“, meint Prof. Böning. Solche Daten sind für die Kieler Wissenschaftler aber derzeit nicht verfügbar. (GEOMAR/mc/pg)
