Uczeni, jak donosi dzisiejszy „Proceedings of the National Academy of Sciences".wykorzystali to, że większość wody, którą pijemy lub spożywamy w formie zup czy innego rodzaju potraw, pochodzi z kranu. I w zależności od miejsca posiada ona własną specyficzną sygnaturę izotopową. Chodzi tu o proporcje między znajdującymi się w niej izotopami, czyli odmianami danego pierwiastka różniącymi się od siebie liczbą neutronów w jądrze atomu. W tym przypadku w grę wchodziły stabilne izotopy tlenu (rzadkiego O-18 i powszechnego O-16) oraz stabilnych izotopów wodoru (rzadkiego H-2 i powszechnego H-1).

Co kryje deszcz

Jak to się jednak dzieje, że woda – bezbarwna ciecz będąca podstawą życia na naszej planecie – może być tak różna w zależności od miejsca pochodzenia? Sprawa jest dość prosta. Kiedy chmura deszczowa przesuwa się znad morza nad kontynent, jej cząsteczki zawierające O-18 i H-2, czyli izotopy cięższe, z większą liczbą neutronów, jako pierwsze będą spadać na ziemię. To oznacza, że na obrzeżach lądów cięższych izotopów w wodzie pitnej będzie więcej, a im dalej w głąb – tym mniej.

Jednak na to, czy na ziemię spadnie więcej deszczu zawierającego O-18 czy H-2, wpływają też inne czynniki. Np. temperatura panująca we wnętrzu chmur deszczowych, pora roku, kiedy dochodzi do opadów. Ponadto trzeba pamiętać, że powszechne, lżejsze izotopy tlenu i wodoru potrzebują mniej energii, by wyparować (na przykład z rzeki) i utrzymać się w powietrzu. Dlatego też w rejonach o ciepłym klimacie woda pitna będzie zawierać więcej ciężkiego O-18 i H-2.

Mapa izotopów

Dysponując tą wiedzą, członkowie zespołu pod kierunkiem geochemika Thure Cerlinga oraz biologa Jima Ehleringera zgromadzili próbki wody z kranu oraz kosmyki włosów z salonów fryzjerskich mieszczących się w 65 amerykańskich miastach. By uniknąć zafałszowania wyników badań, naukowcy wybrali miejscowości liczące najwyżej 100 tys. mieszkańców. Chodziło o to, by wyeliminować metropolie oblegane przez turystów. Analiza włosów oraz wody ujawniła, że istnieje silny związek pomiędzy ich sygnaturami izotopowymi. Oznacza to, że w trakcie wzrostu włos wchłania poszczególne odmiany pierwiastków, wbudowując je do swojej struktury. Co więcej, wiedząc, że rośnie on średnio centymetr na miesiąc, uczeni są w stanie prześledzić, gdzie w ostatnim czasie dana osoba przebywała i piła wodę.

Na podstawie zabranych danych Cerling i Ehleringer stworzyli specjalną mapę Stanów Zjednoczonych, która pokazuje zawartość poszczególnych izotopów tlenu i wodoru we włosach mieszkańców różnych regionów. "Dzięki niej możesz wykazać różnicę np. pomiędzy Utah a Teksasem" - mówi Ehleringer.

Włos prawdę ci powie

Uczeni liczą, że ich metoda badawcza przyda się policji przy ustalaniu miejsc pochodzenia niezidentyfikowanych ofiar przestępstw. Obecnie testowana jest przez amerykańskich stróżów prawa w Utah. "To fenomenalna metoda" - mówi Todd Park z biura szeryfa z Salt Lake City. "Myślę, że w znacznym stopniu wspomoże prace naszych śledczych" - dodaje.

Park pracuje obecnie nad identyfikacją szczątków młodej kobiety, które znaleziono osiem lat temu w pobliżu drogi międzystanowej nr 80. Detektywom udało się odkopać 26 kości, koszulkę, naszyjnik oraz włosy. Mimo że rekonstrukcja jej twarzy została opublikowana na łamach prasy w całych Stanach Zjednoczonych, nie zgłosił się nikt, kto by ją rozpoznał.

Dopiero analiza izotopowa włosów rzuciła nieco światła na życie tej młodej kobiety. Ujawniła, że w ciągu ostatnich dwóch lat życia dziewczyna mieszkała na terenie północno-zachodnich stanów w regionie Idaho - Montana - Wyoming, a być może i Oregonu oraz Waszyngtonu. Obecnie trwają analizy zawartości izotopów tlenu w jej zębach. To z kolei pozwoli ujawnić, gdzie piła wodę, gdy podczas dorastania tworzyło się szkliwo na jej zębach. Uzyskane w ten sposób informacje zostaną wykorzystane przez Parka do stworzenia mapy prawdopodobnych miejsc pochodzenia tej kobiety, co znacznie zawęzi obszar poszukiwań jej krewnych.

Ale to nie jedyny sposób wykorzystania opracowanej przez Ehleringera i Cerlinga metody badawczej. W trakcie swoich ostatnich prac naukowcy analizowali próbkę włosów osoby, która z Pekinu przeprowadziła się do Salt Lake City. Część je włosa zawierała dużą ilość ciężkich izotopów tlenu oraz wodoru. Jednak bliżej skóry proporcje te diametralnie się zmieniały, co odzwierciedlało stosunek odmian pierwiastków w amerykańskiej wodzie.

Według Ehleringera tego typu badania pozwolą w przyszłości sprawdzić wiarygodność czyjegoś alibi. Analiza ujawni bowiem, czy podejrzany przebywał w określonym miejscu w czasie, gdy doszło do przestępstwa.

Wiele wskazuje na to, że analizy izotopowe to przyszłość współczesnej kryminalistyki.