Ο φυσικός κόσμος είναι γεμάτος αξιοπερίεργα πράγματα. Αυτός είναι ένας από τους λόγους για τους οποίους, τη δεκαετία του 1970, μια ανακάλυψη φαινόταν τόσο αταίριαστη -ένα δείγμα μεταλλεύματος ουρανίου από ένα αρχαίο αφρικανικό ορυχείο που δεν ταίριαζε με το “αποτύπωμα” του φυσικού υλικού- που οι επιστήμονες ήρθαν για λίγο αντιμέτωποι με την ανάγκη να εξετάσουν το αδιανόητο:
Θα μπορούσε να υπήρξε ένας προγενέστερος πολιτισμός που τιθάσευσε τη δύναμη του ατόμου στον πλανήτη Γη; Τέτοια ερωτήματα ήταν μεταξύ εκείνων που μπορεί να εξέτασαν ο Γάλλος επιστήμονας Francis Perrin και οι συνεργάτες του το 1972, προτού συνειδητοποιήσουν ότι είχαν φέρει στο φως αποδείξεις για κάτι σχεδόν εξίσου αξιοσημείωτο.
Χάρη σε ένα παιχνίδι της φύσης, μια πυρηνική αντίδραση συνέβη στη Γη πριν από δύο δισεκατομμύρια χρόνια, υπό συνθήκες που ήταν εξ ολοκλήρου φυσικές.
Μια σημαντική ανακάλυψη στην Αφρική
Όλα ξεκίνησαν με την ανακάλυψη μιας ανωμαλίας σε ορυκτό ουρανίου από ένα ορυχείο κοντά στο Οκλο, στο Γκαμπόν. Η ομάδα του Perrin παρατήρησε ότι ένα δείγμα του υλικού περιείχε ελαφρώς λιγότερο ουράνιο-235 από ό,τι θα αναμενόταν σε φυσικές αποθέσεις.
Οι επιστημονικές πληροφορίες που ήταν διαθέσιμες στους ερευνητές εκείνη την εποχή περιέγραφαν με σαφήνεια τη σταθερή αναλογία ραδιενεργού ουρανίου μέσα στο μετάλλευμα. Ωστόσο, το ιδιόμορφο δείγμα από το ορυχείο του Oklo φαινόταν να δείχνει κάτι εντελώς διαφορετικό.
«Αυτό δεν μπορεί να είναι δυνατό», σκέφτηκε ο Perrin εκείνη τη στιγμή, αναλογιζόμενος την περίεργη ανακάλυψη. Ακόμη και μια απειροελάχιστη έλλειψη ουρανίου-235 φαινόταν να υποδεικνύει ότι ορισμένα ισότοπα είχαν εξαναγκαστεί σε σχάση, κάτι που, υπό τις σύγχρονες συνθήκες στη Γη, μπορεί να συμβεί με έναν μόνο τρόπο: μέσω μιας πυρηνικής αντίδρασης.
Οι επιπτώσεις ήταν προφανείς και σήμαιναν μία από δύο πιθανότητες – η μία εκ των οποίων ήταν τόσο αξιοσημείωτη που, όπως ακριβώς και το ανώμαλο δείγμα που είχαν πλέον στην κατοχή τους ο Perrin και οι συνεργάτες του σε μια μονάδα επεξεργασίας πυρηνικών καυσίμων στη Γαλλία, φαινόταν αδύνατη.
Ωστόσο, πώς θα μπορούσε αυτό να εξηγηθεί φυσικά, εάν όλα τα γνωστά παραδείγματα φυσικού ουρανίου -ακόμη και εκείνα που υπάρχουν στην επιφάνεια της σελήνης ή σε αρχαίους μετεωρίτες– περιέχουν ακριβώς 0,720% αυτού του ισοτόπου;
Ο Perrin και οι συνεργάτες του έμειναν να εξετάζουν όχι μόνο την πιθανότητα το μετάλλευμα ουρανίου να είχε υποστεί τεχνητή σχάση, αλλά και το πώς θα μπορούσε να λειτουργήσει μια φυσική εκδοχή της ίδιας διαδικασίας.
Με τον χρόνο και την περαιτέρω ανάλυση, το δεύτερο αποδείχθηκε αληθές, και το συμπέρασμα του Perrin και της ομάδας του αποκάλυψε μία από τις πιο αξιοσημείωτες ανακαλύψεις που έγιναν ποτέ στον φυσικό κόσμο.
Αποτυπώματα αρχαίας φυσικής σχάσης
Στα ευρήματά τους, ο Perrin και οι συνεργάτες του ανακάλυψαν ενδείξεις προϊόντων σχάσης μέσα στο μετάλλευμα — τα αδιάψευστα αποτυπώματα ενός φυσικού δείγματος μεταλλεύματος ουρανίου που είχε υποστεί σχάση. «Δεν υπήρχε άλλη εξήγηση», δήλωσε το 2019 ο διαπρεπής Γάλλος γεωλόγος Ludovic Ferrière, επιμελητής της συλλογής μετεωριτών και της συλλογής ιμπακτιτών στο Μουσείο Φυσικής Ιστορίας της Βιέννης, στην Αυστρία.
«Μετά από περαιτέρω μελέτες, συμπεριλαμβανομένων επιτόπιων εξετάσεων», δήλωσε ο Ferrière, ο Perrin και οι συνεργάτες του απέδειξαν ότι «το μετάλλευμα ουρανίου είχε υποστεί σχάση από μόνο του». Αλλά τι σήμαιναν όλα αυτά;
Ουσιαστικά, οι προϋποθέσεις για να συμβεί αυτό σήμαιναν ότι, κάποια στιγμή πριν από περίπου δύο δισεκατομμύρια χρόνια, τα κοιτάσματα ουρανίου στη δυτική Αφρική, κοντά στη σημερινή Γκαμπόν, θα έπρεπε να περιέχουν αρκετό ουράνιο-235 ώστε να επιτύχουν κρίσιμη μάζα.
Σε αυτό προστίθεται ένα ακόμη βασικό συστατικό – η παρουσία νερού, το οποίο θα ήταν απαραίτητο ως ψυκτικό μέσο, επιβραδύνοντας τα νετρόνια, επιτρέποντας τη διάσπαση των ατόμων και διευκολύνοντας την ελεγχόμενη σχάση.
Ο Peter Woods, Αυστραλός γεωεπιστήμονας που παλαιότερα ήταν επικεφαλής της παραγωγής ουρανίου στον Διεθνή Οργανισμό Ατομικής Ενέργειας (IAEA), συνέκρινε τις φυσικές διεργασίες στο Oklo πριν από δύο δισεκατομμύρια χρόνια με έναν σύγχρονο, κατασκευασμένο από ανθρώπους, πυρηνικό αντιδραστήρα ελαφρού ύδατος. «Το νερό λειτούργησε στο Oklo ως επιβραδυντής, απορροφώντας τα νετρόνια και ελέγχοντας την αλυσιδωτή αντίδραση», δήλωσε ο Woods, ο οποίος είναι τώρα Διευθυντής Περιβαλλοντικών Εγκρίσεων στην OneSteel Mining στην Αδελαΐδα της Νότιας Αυστραλίας.
Ένα γεωλογικό αίνιγμα
Την εποχή που θα είχε συμβεί η φυσική σχάση, θα υπήρχε αρκετό ουράνιο ώστε να δημιουργηθούν παχιά, μεγάλα κοιτάσματα που θα διευκόλυναν τη διαδικασία και θα διατηρούσαν τον αρχαίο φυσικό αντιδραστήρα.
Εφόσον συνέβη μία φορά, είναι πιθανό να υπήρξαν και άλλοι φυσικοί αντιδραστήρες σε διάφορα μέρη του κόσμου υπό παρόμοιες περιβαλλοντικές συνθήκες, αν και είτε καταστράφηκαν με την πάροδο του χρόνου είτε παραμένουν ανεξερεύνητοι.
Σήμερα, δείγματα από το ορυχείο του Oklo φυλάσσονται στα κεντρικά γραφεία της εταιρείας ανανεώσιμων πηγών ενέργειας Orano στη Γαλλία και στο Μουσείο Φυσικής Ιστορίας της Βιέννης. Ακόμη και αν σταθεί κανείς σε απόσταση λίγων εκατοστών από ένα τέτοιο δείγμα, η ακτινοβολία που εκπέμπεται είναι συγκρίσιμη με τη δόση κοσμικής ακτινοβολίας που δέχεται ένας επιβάτης σε μια οκτάωρη πτήση.
Για γεωλόγους όπως ο Ferrière, η μελέτη αρχαίων δειγμάτων από το γεωλογικό παρελθόν της Γης είναι συγκρίσιμη με την ανάγνωση ενός καθολικού που περιγράφει λεπτομερώς γεγονότα από τη βαθιά προϊστορία του πλανήτη. «Τα πετρώματα είναι σαν βιβλία», δήλωσε ο Ferrière το 2019. «Μπορείς να κοιτάξεις το εξώφυλλο και να πάρεις κάποιες βασικές πληροφορίες, αλλά όταν τα ανοίγεις είναι που μαθαίνεις την πλήρη ιστορία».
Ο Woods αναγνώρισε επίσης την ιστορία που κατάφεραν να μεταφέρουν τα δείγματα του Oklo μέσα στον χρόνο, αποκαλώντας την “συναρπαστική” και προσθέτοντας ότι τα δείγματα -που κάποτε αποτελούσαν ανωμαλία στα γεωλογικά δεδομένα- θεωρούνται πλέον ως ακόμη ένα παράδειγμα των αξιοσημείωτων εκπλήξεων της φύσης. «Το μυστήριο λύθηκε με επιτυχία», δήλωσε ο Woods.
