Sains: Jejak bom atom di dalam tubuh manusia

Uji coba senjata nuklir pada pertengahan abad ke-20 meninggalkan jejak tersembunyi di dalam sel kita — serta banyak makhluk hidup lainnya di muka Bumi. Jejak yang disebut “lonjakan bom” ini terbukti sangat berguna bagi para saintis, membantu mereka memecahkan penyelidikan kriminal dan mematahkan mitos tentang otak.

Dan sekarang, ia telah menjadi cara untuk menandai dimulainya era Antroposen, yaitu aktivitas manusia yang memengaruhi ekosistem Bumi.

Jejak itu ada di gigi Anda. Mata dan otak Anda juga. Para saintis menyebutnya “lonjakan bom” (atau “denyut bom” — dan selama lebih dari setengah abad tanda-tandanya telah ada di dalam tubuh manusia.

Pada tahun 1950-an, ada begitu banyak ledakan bom nuklir di atas tanah sehingga mentransformasi susunan kimiawi atmosfer — mengubah komposisi karbon kehidupan di Bumi sejak saat itu, termasuk juga lautan, sedimen, stalaktit, dan banyak lagi.

Berbeda dengan dampak radioaktif langsung dari ledakan, lonjakan bom tidak berbahaya. Bahkan, ia terbukti sangat membantu bagi para saintis dalam beberapa tahun terakhir. Beberapa orang menyebutnya sebagai salah satu akibat baik dari bom nuklir.

Mengapa begitu? Bukti denyut bom dapat ditemukan di mana-mana sehingga dapat, selain kegunaan lainnya, memberi tahu saintis forensik kapan seseorang lahir (atau meninggal), memberi petunjuk tentang usia neuron di otak, mengungkap asal-usul satwa liar yang diburu secara ilegal, menentukan anggur merah vintage, dan bahkan mengungkap usia sebenarnya hiu purba yang hidup berabad-abad lalu.

Dan sekarang, ia juga dapat membantu mendefinisikan era geologi baru. Pada bulan Juli, sekelompok saintis kebumian merekomendasikan agar keberadaannya di danau Kanada – beserta penanda buatan manusia lainnya dari pertengahan abad ke-20 – dapat secara resmi menandai awal Antroposen.

Jadi, apa sebenarnya lonjakan bom itu, dan apa yang bisa diungkapkannya tentang kita dan dunia?

Sebelum Traktat Pelarangan Uji Coba Nuklir 1963 mewajibkan negara-negara penandatangan untuk menguji bom nuklir di bawah tanah, pemerintah-pemerintah menguji coba ratusan senjata atom di udara terbuka. Lebih dari 500 ledakan ini – paling banyak dilakukan oleh AS dan Rusia – memuntahkan isinya ke atmosfer.

Sudah jadi pengetahuan umum bahwa tes-tes ini menyebarkan material radioaktif sampai jauh dan luas, merugikan manusia dan kehidupan liar, dan membuat beberapa kawasan tidak bisa ditinggali.

Hal yang barangkali tidak banyak diketahui di luar laboratorium sains ialah bom-bom itu juga bereaksi dengan nitrogen di alam untuk membentuk isotop-isotop baru – khususnya, karbon-14.

Pada tahun 1960-an, uji coba bom di atas tanah telah menghasilkan hampir dua kali jumlah karbon-14 di atmosfer dibandingkan jumlah sebelumnya. Pertama-tama isotop tersebut masuk ke air, sedimen, dan vegetasi, dan kemudian ia terbawa rantai makanan ke manusia. Ia bahkan telah mencapai organisme di palung terdalam samudera.

“Pokoknya, setiap reservoir karbon di Bumi yang mengalami pertukaran dengan CO2 di atmosfer sejak akhir tahun 1950-an telah dilabeli oleh karbon-14 dari bom,” tulis Walter Kutschera di Universitas Wina, yang menerbitkan studi telaah tentang aplikasi saintifik lonjakan karbon di jurnal Radiocarbon pada 2022

Pada pertengahan abad ke-20, saintis menyadari adanya lonjakan karbon-14 ketika uji coba bom berhenti, tetapi butuh puluhan tahun bagi mereka untuk menyadari bahwa lonjakan tersebut bisa berguna.

Sejak tahun 1950-an ke depan, mereka telah menggunakan karbon-14 untuk mengetahui umur peninggalan dari zaman paleolitikum atau teks kuno, tetapi itu berdasarkan pada luruhan radioaktifnya – dikenal sebagai penanggalan radiokarbon.

Isotop itu tidak stabil: ia meluruh perlahan-lahan menjadi nitrogen dengan waktu paruh 5.730 tahun. Jadi, ketika seorang Neanderthal mati, misalnya, kuantitas karbon-14 di tulang-belulang dan gigi mereka akan mulai berkurang secara gradual. Ukur seberapa cepat pengurangannya, dan Anda mendapatkan waktu kematian si Neanderthal.

Namun, penanggalan radiokarbon cenderung terbatas pada sampel yang usianya lebih dari 300 tahun, karena laju peluruhan isotop tersebut yang lambat. Lebih muda dari itu, ia belum cukup meluruh sehingga sulit mendapatkan penanggalan yang akurat.

Hal lain yang semakin menyulitkan penanggalan ialah pelepasan CO2 tambahan ke atmosfer oleh manusia sejak Revolusi Industri – hal yang disebut efek Suess

Namun, sekitar pergantian abad, para peneliti menyadari bahwa lonjakan bom dapat membantu mereka menggunakan karbon-14 dengan cara yang berbeda – dan yang terpenting, cara tersebut memungkinkan penanggalan sampai 70-80 tahun terakhir.