Kol-14 - ett strålande spårämne! Några tillämpningar i medicin och klimatforskning. Kristina Eriksson Stenström Lunds universitet Fysiska institutionen Avd för kärnfysik By NHLBI [Public domain], via Wikimedia Commons
Naturligt 14 C Ett spårämne inom arkeologi och geologi Kosmisk strålning + 14 N (kväve-14) 14 C (kol-14) 14 C binds in i koldioxid (CO 2 ) i atmosfären By Harry C [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/bysa/3.0)], from Wikimedia Commons Kol idag (i djur och växter): Ca 99% 12 C Ca 1% 13 C Ca 10-10 % 14 C 14 C sönderfaller radioaktivt till kväve-14 Halveringstid 5730 år 14 C-halten avslöjar åldern (upp 50 000 år gamla objekt kan dateras)
Naturligt 14 C - Spårämne dåtid Willard F. Libby Nobelpriset i kemi 1960
Acceleratormasspektrometri AMS små prover ger stora möjligheter
SSAMS på Geologen Jonkälla med kolprover Mäter förhållandet 14 C/ 13 C/ 12 C Mättid: ca 2-30 min/prov Detektionsgräns: < 10 18 gram 14 C Provstorlek: 10 µg - 1 mg stabilt kol
14 C som spårämne i nutid? Naturligt 14 C - duger inte till nutidsdateringar! Var kommer nutida 14 C ifrån???
14 C i atmosfärisk CO 2 till och med idag 2 10-10 % 14 C 14 C (promille) 800 600 400 200 Något drastiskt har hänt på 1900-talet! 14 C och andra radioaktiva ämnen spreds i atmosfären 0 1 10-10 % 14 C -25000-20000 -15000-10000 -5000 0 Photo courtesy of National Nuclear Security Administration / Nevada Site Office Kalenderår Data from http://calib.org/calibomb
14 C i atmosfärisk CO 2 år 1955 - nutid 2,0 14 C-halt relativt år 1950 års värde 1,5 1,0 Före kärnvapentest Photo courtesy of National Nuclear Security Administration / Nevada Site Office 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 Kalenderår Data from I Levin et al, see http://calib.org/calibomb/
14 C i atmosfärisk CO 2 år 1955 - nutid 2,0 14 C-halt relativt år 1950 års värde 1,5 1,0 Photo courtesy of National Nuclear Security Administration / Nevada Site Office 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 Kalenderår Data from I Levin et al, see http://calib.org/calibomb/
14 C i atmosfärisk CO 2 år 1955 - nutid 2,0 14 C-halt relativt år 1950 års värde 1,5 1,0 Minskning av 14 C i atmosfären pga upptag i hav och biosfär 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 Kalenderår Photo courtesy of National Nuclear Security Administration / Nevada Site Office 1963: Partiellt provstoppsavtal Data from I Levin et al, see http://calib.org/calibomb/
Bombpulsen kan datera organiskt material från 1960-talet och framåt! 2,0 14 C-halt relativt år 1950 års värde 1,5 1,0 14 C från atmosfären binds in i levande material med kort fördröjningstid 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 Kalenderår Data from I Levin et al, see http://calib.org/calibomb/ Picture: By Harry C [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], from Wikimedia Commons
Bombpulsen kan datera organiskt material från 1960-talet och framåt! Picture: By Harry C [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/bysa/3.0)], from Wikimedia Commons 2,0 14 C-halt relativt år 1950 års värde 1,5 1,0 1963 1972 Mät 14 C-halten 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 Kalenderår Data from I Levin et al, see http://calib.org/calibomb/ Tillämpningar i tex medicin, rättsmedicin, geologi, biologi, ekologi
En tillämpning av bombpulstekniken Hjärt-kärl-sjukdom: orsakar ca hälften av alla dödsfall i Europa När placken spricker Blodproppar Hjärtinfarkt Stroke By NHLBI [Public domain], via Wikimedia Commons
Plack i blodkärl Projekt med Isabel Goncalves och Jan Nilsson, Kardiologi, Malmö 14 C avslöjar hur länge sedan de utvecklats Genomsnittlig ålder: 5-15 år
Dödlighet i hjärtkärlsjukdom lägre i södra Europa än i centrala och östra Europa Medelhavsdiet nyttigare än annan europeisk mat? Vår studie: skillnader mellan portugisiska och svenska plack Svenska plack spricker lättare: är därför farligare än portugisiska Kan man koppla plackens stabilitet till dieten?
Analys av stabila kol-isotoper ger information om dieten Picture: By Harry C [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], from Wikimedia Commons Kol idag (i djur och växter): Ca 99% 12C Ca 1% 13C 10-10% 14C 1,09 % 1,10 % Veg Allätare 1,11 % 1,12 % Fisk, majs CO2 13C/12C
Problem att sära på 1,09 % 1,10 % 1,11 % 1,12 % 13 C/ 12 C Veg Allätare Fisk, majs Kväve-isotoper förfinar bilden om dieten 0,36 % 0,37 % 0,38 % 15 N/ 14 N Veg, majs Allätare Fisk
Plack i blodkärl Analys av stabila kol- och kväveisotoper ger information om dieten 15 N/ 14 N 13 C/ 12 C Svenskar Portugiser Portugiser äter mer fisk än svenskar Portugiser äter mer majs än svenskar Dieten avspeglas i placken! Dieten kopplar till plackens stabilitet!
14 C som spårämne i nutid? Vad kan 14 C göra för klimatforskningen i nutid?
Vad behöver vi för att må bra? FRISK LUFT och SYRE! LAGOM VARMT! SYRE KOL KOLDIOXID
By No machine-readable author provided. Heikenwaelder assumed (based on copyright claims). [CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)], via WikimediaCommons Växthusgaser påverkar temperaturen Solstrålning
By No machine-readable author provided. Heikenwaelder assumed (based on copyright claims). [CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)], via WikimediaCommons Växthusgaser påverkar temperaturen Solstrålning Värmestrålning
By No machine-readable author provided. Heikenwaelder assumed (based on copyright claims). [CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)], via WikimediaCommons Växthusgaser påverkar temperaturen Solstrålning Värmestrålning
Inga växthusgaser By No machine-readable author provided. Heikenwaelder assumed (based on copyright claims). [CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)], via WikimediaCommons : kallare klimat! Solstrålning Värmestrålning
Mer växthusgaser By No machine-readable author provided. Heikenwaelder assumed (based on copyright claims). [CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)], via WikimediaCommons : varmare klimat! Solstrålning Värmestrålning
By No machine-readable author provided. Heikenwaelder assumed (based on copyright claims). [CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)], via WikimediaCommons Människan producerar växthusgaser
Annat vi människor gör påverkar också klimatet! Partiklar Partiklar Förbränning ger små, små partiklar i luften som ofta innehåller kol!
By No machine-readable author provided. Heikenwaelder assumed (based on copyright claims). [CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)], via WikimediaCommons Partiklar kyler troligen klimatet! genom att reflektera solstrålning Solstrålning Partiklar
By No machine-readable author provided. Heikenwaelder assumed (based on copyright claims). [CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)], via WikimediaCommons Partiklar kyler troligen klimatet! genom att bilda reflekterande moln Solstrålning Partiklar Partiklar är skadliga för hälsan Tex, troligt samband partiklar ökad risk för hjärtinfarkt
Vår forskning: en pusselbit för att förstå klimatet Var kommer partiklarna ifrån? Naturliga källor Mänskliga aktiviteter Partiklar Partiklar Partiklar Partiklar
14 C kan avslöja var partiklarna kommer ifrån! Naturliga källor Mänskliga aktiviteter Partiklar Partiklar Partiklar Partiklar Naturligt 14 C + bomb- 14 C Inget 14 C!
Våra metoder Partiklar Naturliga källor Mänskliga aktiviteter
Våra resultat Partiklar kommer från Nya lagar som skyddar miljö, hälsa och klimat Hur partiklar påverkar klimat och hälsa
Så att vi alla ska kunna må bra! FRISK LUFT och SYRE! LAGOM VARMT! SYRE KOLDIOXID