Den 26. april 1986 eksploderte reaktor nummer fire på kjernekraftverket i Tsjernobyl, og store mengder radioaktivt materiale ble spredd utover området. Konsekvensene for menneskene og miljøet har blitt godt dekket i både film- og bokform, men hvordan står det til med naturens helse i dag? Vi har undersøkt den lokale furuskogen, mange år etter ulykken.

Den røde skogen

Ekstremt høye stråledoser fra radioaktive partikler førte til at det meste av furuskogen i nærheten av kjernekraftverket døde eller ble skadet. Før de falt av ga de døde, rødlige furunålene navn på skogen som den fortsatt bærer: «den røde skogen». 

I forbindelse med opprydningen etter ulykken ble den forurensede skogen fjernet med bulldosere og lagt i store grøfter. Et metertykt sand- og jordlag ble lagt på toppen for å hindre at radioaktive partikler spredde seg med vinden og ny skog ble plantet.

Mindre stråling, men fortsatt høyt

I dag, mer enn 30 år etter ulykken, vokser det igjen furutrær der den «røde skogen» sto. Ulykken medførte utslipp av uranbrensel som inneholdt en rekke ulike radioaktive stoffer som påvirket omgivelsene forskjellig. De akutte høye stråledosene, forårsaket av stoffer med kort halveringstid, varte bare noen måneder det første året.

I dag skyldes radioaktiviteten i den røde skogen de mer langlivede stoffene, som radioaktive isotoper av cesium (Cs-137) og strontium (Sr-90), med ca 30 års halveringstid. Selv om dosen fra disse er halvert siden ulykken, vil naturen måtte hanskes med forhøyet radioaktivitet i lang tid framover. 

I tillegg står furutrærne nettopp der den svært forurensede vegetasjonen ble gravd ned, slik at trærne tar opp radioaktivt vann via røttene. Furutrærne vi undersøkte ble derfor utsatt for en langt høyere total radioaktivitetsdose enn trær som vokser i områder med «normal bakgrunnsstråling» bare noen kilometer unna!

Buskete trær

Ved første øyekast ser furuene i dagens røde skog helt normale ut, men om du kikker nøyere etter vil du legge merke til at de er mer buskete enn de unge furutrærne du finner i Norge. Forskerne har funnet ut at de mangler evnen som gjør at ett skudd får dominere. 

I stedet dør eller skades vekstpunktene og det dannes flere topper hvorav ingen dominerer, og vi får mer en busk enn et tre. (se bilde 1). Hos vanlige trær vokser det dominerende skuddet rett opp mot himmelen. Drar du litt lenger unna de mest forurensede områdene, ser jevnaldrende furuer ganske normale ut.

Isotoplaboratoriet ved NMBU har forsket på radioaktivitet i Tsjernobyl siden 1989. Observasjon av for eksempel de spesielle trærne i den «røde skogen» inspirerte oss til å gjøre grundigere studier av furutrær fra områder med ulike forurensningsnivåer. 

Våren 2018, før Covid og krig, var vi på feltarbeid i den stengte 30 km sonen rundt det gamle kraftverket sammen med kolleger fra National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine (se bilde 2). Tilbake til laboratoriet på NMBU i Ås hadde vi med oss knopper og nåler fra skoger utsatt for forskjellige strålingsnivåer i Tsjernobyl-regionen.

Immunforsvar på høygir, men likevel skader

Furunåler fra den «røde skogen» viste seg å ha klart høyere innhold av terpener, det kjemiske forsvaret vi blant annet finner i bartrærnes kvae (harpiks), sammenlignet med trær utsatt for mindre stråling. Terpenene fungerer blant annet som antioksidanter, og fjerner skadelige stoffer som oppstår i cellene når plantene opplever stress. 

I tillegg hadde disse nålene flere spesialiserte celler for oppbevaring av forsvarsstoffene, såkalte harpikskanaler. Til sammen viser dette at trær som utsettes for et kronisk relativ høyt strålingsnivå, må ha et immunforsvar i helspenn.

Både knopper og nåler fra den «røde skogen» hadde også betydelig grad av skade på arvestoffet (DNA). Når vi så på nålene i mikroskop, fant vi også planteceller som var skadete eller delvis ødelagte. Dette tyder på at trærne, mer enn 30 år etter ulykken, lever under så tøffe forhold at de er stresset og, til tross for et immunforsvar på høygir, får skade.

Lever alle planter med slike skader som furua? Sannsynligvis ikke. I laboratoriet på Ås har vi utsatt spirer av gran, furu og den lille urten vårskrinneblom (Arabidopsis thaliana) for radioaktivitet. Mens bartrærne får uopprettelige DNA-skader ved høye stråledoser, ser vi at vårskrinneblom tåler nesten hva som helst. Hvorfor er bartrærne så sårbare? 

Her er det mye vi ennå ikke vet, men forskningen vår så langt tyder på at bartrærne ikke er like gode som vårskrinneblomen til raskt å få i gang forsvarssystemene sine for å få beskyttet seg og få reparert skadene.

Likevel er naturen i dagens Tsjernobyl grønn, og tar stadig over mer og mer av de forlatte landsbyene. Evakueringen av 115 000 mennesker har medført at 30 km sonen har et biologisk mangfold langt rikere enn før ulykken, og området har blitt et reservat for blant annet dyrearter som Przewalskis hest, ulv, bjørn og europeisk bison.

Fakta om Tsjernobyl

Ulykken:

Natt til 26. april 1986 eksploderte Reaktor No 4 ved Tsjernobyl kjernekraftverk i daværende Sovjetunionen. Ulykken skyldtes både reaktorkonstruksjonen og operatørfeil. Eksplosjonen og den påfølgende brannen medførte at 3–4 tonn kjernebrensel ble slynget ut fra reaktoren. Utslippet inneholdt gasser som radioaktivt jod, og uran kjernebrensel i form av nanopartikler, partikler og fragmenter.

Nedfall:

Eksplosjonen førte stoffene 1–1,5 kilometer opp i luften og vinden gikk mot Skandinavia hvor nedfallet var størst der det regnet mest da skyen passerte. Nedfallet av partikler og fragmenter var størst omkring kraftverket (30 km sikkerhetssone), og betydelig i sørlige deler av Belarus og Russland. Nær reaktoren døde deler av furuskogen akutt (Red Forest) og ulike effekter ble observert på planter og jordlevende organismer det første året etter ulykken. På grunn av evakuering av 115 000 mennesker fra 30 km sonen har det biologiske mangfoldet etter hvert blitt langt rikere enn før ulykken.

Radioaktive stoffer:

Partiklene inneholdt mange radionuklider, særlig radioaktive isotoper av cesium og strontium. Radioaktivt jod (131I) har halveringstid på åtte dager, radioaktive cesium (137Cs) har halveringstider på 30 år, mens strontium-isotopen 90Sr har halveringstid på 28,8 år. Disse radionuklidene overføres fra partikler til jord, planter, dyr og mennesker og er fremdeles de viktigste dosegivende radionuklider i miljøet.

Krigen:

Da Russland angrep på Ukraina 24. februar 2022 tok de også kontroll over 30 km sonen ved Tsjernobyl. Det pågikk langtidsforskning i området, inklusivt fiskeeksperimenter utført av NMBU i samarbeid med NUBiP. Disse stanset umiddelbart. Russerne forlot Tsjernobyl sonen 31.03.2022 etter å ha minelagt store områder. Forskningen ikke derfor kan gjenopptas før området er sikret. Påståtte stråleskader på russiske soldater som kontrollerte 30 km sonen ansees som lite sannsynlig.

Referanser:

• Nybakken L, LeeYK, Brede DB, Mageroy MH, Lind OC, Salbu B, Kashparov V, Olsen JE. 2023. Long term effects of ionising radiation in the Chernobyl Exclusion zone on DNA integrity and chemical defence systems of Scots pine (Pinus sylvestris). Science of the Total Environment 904: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969723054694
• Blagojevic, D., Lee, Y., Brede, D.A., Lind, O.C., Yakovlev, I., Solhaug, K.A., et al., 2019. Comparative sensitivity to gamma radiation at the organismal, cell and DNA level in young plants of Norway