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有羽状物还是没有羽状物？这是在墨西哥湾石油泄漏事件早期，科学家、石油公司员工和政府官员面临的问题，石油泄漏来自英国石油公司的马孔多252号井。
“从历史上看，大多数石油都积聚在表面，”美国国家海洋和大气管理局（NOAA）局长、海洋生物学家简·卢布琴科在5月12日的新闻发布会上指出。毕竟，石油中的许多碳氢化合物的密度都比水小，因此应该迅速上升到水面。“水下石油是这次泄漏的一个独特特征，”卢布琴科说，政府官员有时似乎淡化了这一特征。
卢布琴科在7月22日的新闻发布会上补充说，NOAA及其合作伙伴“一直在对水下石油进行广泛的测试，以了解它是否存在，如果存在，浓度是多少，以及在哪里”。 “我们发现，井口附近存在水下石油，随着远离井口，石油高度分散”，浓度在1000至1300米深的四到七百万分之一之间。在8月18日，她补充说，“水下石油高度分散，它在水柱中是百万分之一，并且似乎正在相对快速地生物降解。”
但现在科学家们提出了确凿的证据，证明大量远高于墨西哥湾水域正常浓度的碳氢化合物形成了一个至少35公里长的羽状物，深度为1100米，它沿着海底的轮廓以每天6.5公里的速度向西南方向远离马孔多油井流动。“我们发现，存在一个水下碳氢化合物羽状物，”伍兹霍尔海洋研究所（WHOI）的海洋物理学家理查德·卡米利说。“它是由深水地平线马孔多油井造成的。”
这种羽状物可能会对海洋生物造成问题，从石油本身的直接毒性到微观植物，再到海洋动物的物理涂层以及低氧或无氧死区的形成。但目前尚不清楚任何生物或海鲜的影响。
而从石油泄漏中获益的生物——以碳氢化合物为食的微生物——似乎根本没有快速地生物降解羽状物中的石油，至少在6月下旬进行调查时是这样。“在我们研究的地方，我们没有看到任何死区的证据，”或者说是海水中可用氧气被忙于吞噬碳氢化合物的微生物消耗殆尽的区域，WHOI海洋化学家克里斯·雷迪说。一些计算机模型显示，随着微生物降解碳氢化合物，可能会形成这样的死区。“你不能告诉微生物何时、何地该做什么。它们就像一个被交给家务活的青少年。”
海洋任务
来自WHOI的研究人员——配备了美国国家科学基金会快速反应补助金和一辆配备质谱仪的名为“哨兵”的自主水下航行器——于6月19日至28日乘坐罗德岛大学的研究船“奋进号”在墨西哥湾巡视。研究人员使用“哨兵”来嗅探水下石油，他们发现了一个碳氢化合物羽状物，水下机器人在其“猎人-采集者”任务期间进出该羽状物19次。“我们猎寻羽状物并收集样本，”卡米利说。
更确切地说，自由游动的“哨兵”猎寻羽状物，每当它检测到异常高浓度的碳氢化合物时，它就会通过声学方式向“奋进号”报告——总共大约采集了57,000个化学样品。船上的科学家还收集了水样——其中一些由于保质期短，内容物会降解，因此不得不由其他船只取走并运送到岸上进行中期航行。“它们像泉水一样清澈，”与英国石油公司、NOAA和环境保护署的代表一起采集样品的雷迪说。“我不认为我闻到过石油的味道。它不是一条汹涌的巧克力糖浆河。”
但是存在大量的碳氢化合物，特别是苯、甲苯、乙苯和各种二甲苯，“哨兵”被设置为嗅探这些物质。连续的深水羽状物的碳氢化合物浓度为每升50微克，表明某处每天至少增加了5500公斤，最有可能来自喷发的马孔多油井。相比之下，这比墨西哥湾北部所有天然石油渗漏增加的总量多出两倍以上。在50至500米之间的较浅深度，存在一个更分散的羽状物。“哨兵”追踪了该羽状物从源头延伸出的35公里，并且由于飓风亚历克斯的逼近，不得不停止行动之前，没有发现它的尽头。“因此，羽状物似乎很可能延伸到调查范围之外很远的地方，”研究人员在发表他们研究结果的论文中写道，该论文于8月19日在《科学》杂志在线发表。
以前的经验表明，可能会形成这样的羽状物；1979年在墨西哥湾发生的Ixtoc井喷事故产生了一个至少延伸40公里的苯羽状物，尽管那口井的深度只有50米。此前的研究，例如挪威海岸外矿物管理服务部门于2000年6月进行的“深层泄漏”项目，也表明当石油在800米的深度释放时，可能会形成这样的羽状物。但该实验仅释放了两个小时的石油，因此无法确定其产生的羽状物是暂时性的影响还是更持久的影响。“不足以建立一个稳态羽状物，”卡米利说。“要获得一个可以追踪到35公里的羽状物，你必须持续释放才能创造一个连续的羽状物。”
“持续释放”描述了马孔多油井在4月20日至7月15日之间的状况，当时石油最终被封堵在井中。“这个羽状物在深处非常稳定，”卡米利指出。“它每次只变化10到20米[深度]。”
微生物似乎并没有对这种稳定性产生太大的影响，以每天一微摩尔的速度消耗氧气。该速率“比该深度下的任何其他位置[在该深度下]都要快得多，但也比地表微生物活动的速率慢得多，”WHOI地球化学家本杰明·范·穆伊说，这是因为深处的低温。“羽状物中碳氢化合物的降解速率比地表慢大约10倍。”
已知未知
目前尚不清楚羽状物是由于水、碳氢化合物、温度和深度之间的物理相互作用形成的，还是水下应用化学分散剂将涌出的石油分解成小球起了作用。“我们不知道这个过程，”卡米利说。
目前尚不清楚WHOI科学家检测到的羽状物是否是唯一的羽状物，还是也形成了其他羽状物。来自南佛罗里达大学的科学家发现，在8月份，可能来自深水地平线的石油井喷事故的油滴覆盖了马孔多油井东北部的德索托峡谷的沉积物。“可能在其他地方的其他时间也存在其他羽状物，”卡米利说。“我们只是不知道。”
同样未知的是：构成该羽状物的所有不同的碳氢化合物成分或分散的石油，尽管这里测量的特定碳氢化合物通常占来自马孔多252号井的路易斯安那州轻质原油的1%，据雷迪说。也不知道其潜在的生物影响。“随着时间的推移，当我们拥有完整的数据集时，我们将能够与毒理学家和生态学家坐下来，看看暴露的程度、数量和持续时间是否会造成任何损害，”雷迪说。
但现在已知的是，至少在像深水地平线井喷事故这样的案例中，会形成羽状物。“我们发现的结果与传统观点背道而驰，”雷迪补充说。“可以形成羽状物。它们可以是连续的、连贯的，并且可以以已知的速度移动。”
这与研究这次石油泄漏灾难的其他研究巡航的发现基本一致，例如蒙特雷湾水族馆研究所6月初的巡航以及德克萨斯农工大学地球科学家约翰·凯斯勒及其同事在6月中旬进行的巡航。“从科学的角度来看，没有争议。这正是我们所期望的，”凯斯勒说。“争议在于法庭系统，因为人们试图量化英国石油公司的罪责。”
事实上，这里收集的数据将被用来评估深水地平线灾难中涉及的实际自然资源损害。与此同时，仍然存在大量的碳氢化合物，特别是甲烷，根据凯斯勒的说法，甲烷构成了碳氢化合物释放的最重要部分。“溶解的石油正在迅速减少，”他说。“甲烷不是，而且根据我们的计算，它会在那里存在很长很长的时间。”
目前已经清楚的是，碳氢化合物羽状物持续了整个6月，并且可能持续更长时间。“这个羽状物在这个深度区间持续了几个月，”研究人员写道。卡米利补充说，“至于它去了哪里以及它会变成什么？我不知道。”