Появилось новое оружие для борьбы с браконьерами, которые убивают слонов, бегемотов, носорогов и других диких животных – ядерные бомбы.
Измеряя уровень радиоактивного углерода-14, накопившийся в бивнях и зубах от надземных ядерных испытаний, исследователи могут вычислить в каком году умерло животное, что может показать факт незаконной добычи бивней.
Метод, которые использует «график бомбы», который имеет форму перевернутой буквы «V» — показывает изменения уровня углерода-14 в атмосфере – и поглощенного растениями и животными в питательной цепочке. Углерод-14 накопился в атмосфере после ядерных испытаний США и СССР в Неваде и Сибири между 1952 и 1962 годами. Максимальное количество этого вещества было в 1960-х и после этого все время снижалось, но до сих пор поглощается и измеримо в растениях и тканях животных.
«Это может быть использовано в измерениях костной ткани, чтобы определить когда получена кость насколько это было законно», утверждает геохимик Туре Церлинг из Университета в Юте, ведущий автор исследования этого метода.
«Метод датирования доступен и может быть использован правительством и силовыми агентствами», что стоит около 500 долларов за образец, утверждает первый автор исследования, геохимик Кевин Уно, защищающий докторскую диссертацию в Обсерватории им. Ламонта-Догерти, в Колумбийском университете. «Уже сейчас можно применить это исследование для борьбы с незаконной торговлей кости, которая привела к самому высокому развитию браконьерством, за десятилетия».
Метод не только может помочь криминалистам бороться с браконьерством, но «мы показали, что вы можете использовать подписи на тканях животных, оставленные ядерными испытаниями в атмосфере, чтобы исследовать современную экологию и помочь нам изучать останки животных и их жизнь», говорит Церлинг.
Международные договоренности запрещают торговлю необработанными костями азиатских слонов после 1975 года и африканских слонов после 1989 года. В США необработанные и не переработанные слоновьи кости из Африки (драгоценности, фигурки, ружья и рукоятки ножей) легальны и импортировались до 1989 года, а впоследствии, обработанная слоновая кость импортировалась лишь при возрасте от 100 лет.
Вместе с тем тонны нелегальной слоновой кости продаются до сих пор, так как продавцы заявляют, что она была получена перед наложением запрета, и не существовало теста для доказательства их лжи – до этого момента.
«Располагая точным возрастом слоновой кости, мы можем определить насколько легальной является торговля», когда возраст будет комбинироваться с существующими анализами ДНК, чтобы определить то, происходит слон из Африки или Азии, говорит Уно, защитивший докторскую диссертацию в Университете Юты в прошлом году. «В настоящее время 30 000 слонов в год убивают ради бивней, потому мы отчаянно нуждались в поддержке международного запрета на торговлю и уменьшении спроса».
Сейчас осталось лишь 423 000 африканских слонов. Группы защитников утверждают, что 70% браконьерской слоновой кости идет в Китай. США – это второй по величине контрабандный рынок. Рост цен на кость привлекла организованную преступность и отряды в Дарфуре, Уганде, Судане и Сомали убивают слонов, чтобы продать их кости и заработать на оружие.
Африканский слон по мнению многих имеет наибольшие бивни среди слонов в Национальном заповеднике Самбуру в Кении. Незаконное убийство около 30 000 слонов в год ради их бивней угрожает животным вымиранием. Геохимики из Университета Юты разработали новый метод, чтобы бороться с убийством слонов, бегемотов, носорогов и прочих животных. Углерод-14, выделившийся после ядерных взрывов в 50-х и 60-х годах все еще хранится в зубах и костях животных, и уровни углерода-14 могут показать год смерти животного, и таким образом дать понять были кости добыты до или после международного запрета на торговлю костью.
Нейтроны при ядерных испытаниях бомбардируют азот – наиболее распространенный в атмосфере газ – и превращают некоторую его часть в углерод-14. Космическое излучение также имеет подобный эффект, но на значительно меньшем уровне, однако ядерные испытания в 50-х и 60-х годах значительно увеличили количество углерода-14 в атмосфере, растительности и животных, который постепенно снижается до сих пор.
Метод исследования немного схож с определением возраста деревьев по годовым кольцам, но вместо подсчета колец, Церлинг, Уно и их коллеги измеряют уровни углерода-14 на разных точках длины бивней и зубов слонов и носорогов.
Убедительным способом измерения уровня углерода-14 является ожидание и подсчет радиоактивного распада изотопов. В исследовании ученые использовали ускоренные масс-спектрометры, или УМС, которым требуется в 1000 раз меньше материала для анализа, что является значительным усовершенствованием при измерениях в останках или небольших частях обработанной кости, поясняет Церлинг.
В УМС материал анализируется при бомбардировке атомами цезия, которые выбивают атомы углерода до уровня, когда возможно измерить падение углерода-14 до углерода-12.
Исследователи провели тестирование точности углеродного датирования на 29 образцах тканей животных и растений и составили таблицу от 1905 до 2008 годов. Образцы включали в себя слоновьи бивни и коренные зубы, бивни бегемотов и собачьи зубы, рога антилопы, шерсть обезьян и хвосты слонов, а также некоторые травы, собранные в Кении в 1962 году.
Образцы поступили из музеев Африки и других, а также от Амина – слона, который умер в Кении от естественных причин в 2006 году, и от Миши, Африканского слона, усыпленного в 2008 году в зоопарке Хогл в Солт-Лейк-Сити.
Анализ показал, что различные ткани, сформированные в одно время, имеют одинаковый уровень углерода-14, и в растениях и в животных, которые их поедали также одинаковый уровень. Получив уровни углерода-14 в этих образцах в известное время, исследователи сейчас могут измерить уровни углерода-14 в других костных останках, чтобы определить их возраст с точностью до года.
Четыре наиболее старых образца – от животных, умерших между 1905 и 1953 годами – имеют минимальные уровни углерода-14, так как они умерли до ядерных испытаний в атмосфере. Потому тесты могут определить кости до 1955 года по их низкому содержанию углерода-14.
Церлинг утверждает, что его метод может определить год смерти любого животного, убитого после 1955 года, определяя время наиболее раннего формирования тканей – в основании рога или зуба, например. Метод менее точен для животных, убитых не так давно. Он может определить убито ли животное между 2010 и 2013 годом, но не точнее.
Период полураспада углерода-14 – около 5700 лет. Однако его количество в земной атмосфере после ядерных испытаний в 50-х и 60-х годах снижается намного быстрее, так как океаны и деревья поглощают углекислый газ – в который входит и углерод-14 – из атмосферы. Потому метод не сработает для костей и других тканей, которые выросли около 15 лет назад, когда уровень углерода-14 снизился до уровня, предстоящего ядерным испытаниям.
В то время как методы, направленные против браконьерства довольно важны, «научная часть состоит в важности понимания времени формирования тканей животных и того, как их диета и физиология отложились в тканях со временем» по мере их роста, объясняет Церлинг.
Также Церлинг утверждает, что улучшилось понимание того, что доисторические и современные животные ели на протяжении жизни, в особенности, когда его метод объединяется с существующими методами анализа уровней углерода-13 и углерода-14 в зубах – данные, проливающие свет на то, была ли основана диета животных на деревьях, листьях кустарников и фруктах, или на травах и травоядных животных.
Потому как часть нового исследования, ученые также проанализировали 41 образец, чтобы определить темпы роста бивней и зубов у слонов и бегемотов, а также волосяного покрытия хвоста, говорит Церлинг.
Экстраполирование от темпов роста бивней, зубов и волоса до останков современных слонов и других животных «поможет нам улучшить хронологию диетической истории индивидуальных останков или современных животных», утверждает Церлинг.