Chlorine-36 in groundwater of the United States: empirical data

Abstract.

Natural production of the radionuclide chlorine-36 (³⁶Cl) has provided a valuable tracer for groundwater studies. The nuclear industry, especially the testing of thermonuclear weapons, has also produced large amounts of ³⁶Cl that can be detected in many samples of groundwater. In order to be most useful in hydrologic studies, the natural production prior to 1952 should be distinguished from more recent artificial sources. The object of this study was to reconstruct the probable preanthropogenic levels of ³⁶Cl in groundwater in the United States. Although significant local variations exist, they are superimposed on a broad regional pattern of ³⁶Cl/Cl ratios in the United States. Owing to the influence of atmospherically transported ocean salt, natural ratios of ³⁶Cl/total Cl are lowest near the coast and increase to a maximum in the central Rocky Mountains of the United States.

Résumé.

La production naturelle du radionucléide chlore-36 (³⁶Cl) fournit un intéressant traceur pour l'étude des eaux souterraines. L'industrie nucléaire, en particulier les essais de bombes thermonucléaires, a également produit de grandes quantités de ³⁶Cl qui a pu être détecté dans de nombreux échantillons d'eau souterraine. Afin d'en améliorer l'usage dans les études hydrologiques, la production naturelle avant 1952 doit être distinguée des sources artificielles plus récentes. L'objectif de cette étude a été la reconstruction des niveaux probables de ³⁶Cl dans les eaux souterraines des États-Unis, avant la production anthropique du ³⁶Cl. Bien qu'il existe des variations locales significatives, elles se surimposent à un canevas régional de rapports ³⁶Cl/Cl dans les États-Unis. Du fait de l'influence du sel océanique transporté dans l'atmosphère, les rapports naturels de ³⁶Cl/Cl total sont plus faibles près de la côte et augmentent jusqu'à un maximum dans les Montagnes Rocheuses centrales des États-Unis.

Resumen.

La producción natural del radionucleido cloro-36 (³⁶Cl) representa un trazador valioso para estudios de hidrogeología. La industria nuclear, sobretodo por los ensayos con armas nucleares, también ha producido grandes cantidades de ³⁶Cl que pueden ser detectadas en muchas muestras de aguas subterráneas. Para que sean lo más útiles posible en estudios hidrológicos, la producción natural anterior al año 1952 debe ser diferenciada de la procedente de fuentes artificiales más recientes. El objeto de este estudio era la reconstrucción de los niveles probables de ³⁶Cl en las aguas subterráneas de los Estados Unidos de América con anterioridad a las aportaciones de origen antrópico. Aunque existen variaciones locales significativas, éstas se superponen a un extenso patrón regional de la relación ³⁶Cl/Cl en el país. Debido a la influencia de la sal transportada en los aerosoles marinos, las proporciones naturales de ³⁶Cl/Cl total son menores cerca de la costa, y alcanzan su máximo en el centro de las Montañas Rocosas.