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在“深水地平线”灾难现场,大部分焦点都集中在从受损井口涌出的石油上,但一些研究人员开始将注意力转向甲烷,或天然气,它们与喷涌的原油一起泄漏出来。 对甲烷的仔细研究(甲烷约占立管输出量的 40%)预计将为科学家提供大量信息,包括更准确地计算泄漏事件的规模,从而更好地了解其对海洋生物的影响。
泄漏事件的规模一直是人们猜测的原因,估计范围从每天 1,000 桶到 100,000 桶不等,尽管12,000 桶到 19,000 桶似乎正在成为共识。 然而,加州大学圣巴巴拉分校海洋沉积物地球化学、生物地球化学和地质微生物学教授 大卫·瓦伦丁 上周在《自然》杂志中写道,由于部分原因是水流湍急,对石油、水和气体混合物的目视观察和现场测量是不可靠的。(《大众科学》是自然出版集团的一部分。)瓦伦丁反而提出,量化泄漏到水中的甲烷气体量是计算泄漏事件实际规模的关键。
瓦伦丁写道:“与石油不同,甲烷均匀地溶解在海水中。” “而且现在有工具可以准确灵敏地测量它。” 他补充说,将所有甲烷加起来应该可以合理估计泄漏的石油量。 甲烷也被认为是引发泄漏事故的主要原因,并且由气体形成的冰晶破坏了数周前在泄漏处放置防喷罩的努力。
当由德克萨斯州农工大学学院站分校海洋学系助理教授 约翰·凯斯勒 领导的研究团队到达深水地点,研究海水中该气体的含量时,甲烷追踪工具将很快投入测试。
当包括瓦伦丁在内的探险队于 6 月 11 日抵达时,它将开始研究甲烷的来源、甲烷如何从水中去除(是被水生微生物吃掉还是释放到大气中)以及甲烷浓度将如何随时间变化。 为了做到这一点,科学家们将使用位于加利福尼亚州森尼维尔市的 Picarro, Inc. 制造的温室气体测量系统,该系统可以量化环境中的二氧化碳、水蒸气和甲烷。 该团队预计还将使用 Picarro 同位素碳分析仪来测试水中人为/化石燃料基二氧化碳,而不是环境二氧化碳。 同位素碳分析仪使用 Picarro 所谓的“波长扫描腔衰荡光谱法”,其中近红外激光监测气体样本中是否存在不同的气体。
Picarro 还希望提供一种新的同位素甲烷测量仪器,该仪器可以帮助凯斯勒的团队对水中的各种甲烷羽流进行指纹识别,并将它们追溯到其来源,无论是来自 BP 泄漏事件还是其他地方。 凯斯勒说:“这些气体以非常系统的方式形成,这赋予了它们独特的特征。” “泄漏事件将具有非常独特的同位素指纹。”
凯斯勒和他的同事们正在将一个便携式海水泵带到哈特拉斯角号上,这是一艘由 杜克大学/北卡罗来纳大学海洋学联盟 运营的船只,以便他们可以连续研究来自水面以下约四米处的水样。 这次探险由最近获得的 160,000 美元国家科学基金会 (NSF) 拨款资助,还将定期采集深度达 2,000 米的水样。
凯斯勒说,他希望在 6 月 20 日他的团队返回家园时对泄漏事件的规模有一个粗略的估计,然后在他们完成对收集到的信息的分析后,再进行更准确的估计。
研究墨西哥湾的甲烷含量还将有助于解决更广泛的科学问题,例如水中微生物可能消耗多少气体,以及可能有多少气体逸入大气。 水柱中微生物对甲烷的有氧氧化会消耗溶解氧,导致缺氧的死亡区,鱼类和植物生命无法在其中生存。
凯斯勒说:“海洋是甲烷的大型储库,我们研究甲烷和石油如何自然地从海底渗出。” “深水地平线”号破裂的立管将为他的团队提供一种观察类似现象的方式,只是速度比他们通常观察到的“快一百万倍”。