“深水地平线”残渣沉降范围广泛

一项对深海沉积物的调查正在帮助解释2010年石油泄漏事件中“丢失的石油”

在2010年“深水地平线”石油泄漏事件中,超过三分之一的石油喷入墨西哥湾,但从未到达水面。自那时起,科学家们一直试图找到失踪的200万桶石油。一些人认为,这些石油被微生物消耗或沉降到海底。

10月27日发表在《美国国家科学院院刊》上的一项研究报告称,泄漏事件中的很大一部分石油以斑块的形式沉积在至少3200平方公里的深海沉积物中,这一面积比之前的估计值高出20到100倍。

宾夕法尼亚州立大学帕克分校的深海生物学家查尔斯·费舍尔说:“它们解释了预算中缺失的相当一部分石油。” 虽然尚不清楚海底污染物浓度是否对生态系统产生了重大影响(如此大规模的深海泄漏没有先例),但该团队发现了对生命造成损害的间接证据。


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在“深水地平线”钻井平台爆炸导致11名工人丧生,且马孔多油井喷涌87天后不久,研究人员发现证据表明,大部分石油以一种如此分散的形式悬浮在深海水中,以至于水看起来是清澈的。作为深海勘探井主要运营商的跨国石油公司英国石油公司否认了这一发现,美国政府机构也迟迟不予采信。但是,确定这些被困石油的命运对于理解泄漏的生态影响和法律影响至关重要。如果深海石油大部分被消耗,其余的被稀释到足够程度,则它将是良性的。但是,如果石油在海底的大片区域中持续存在,则可能会构成严重威胁。

数据镶嵌图
美国国家海洋和大气管理局去年1月悄然发布了在事故期间和之后从墨西哥湾收集的数千个沉积物样本的数据集后,最新的分析成为可能。数据发布是正在进行的自然资源损害评估(NRDA)的一部分,这是美国法律在重大石油泄漏后强制执行的程序,涉及政府、学术界和工业界的科学家。NRDA的原始数据通常会在对其进行正式分析之前公开;这些分析通常只会在灾难造成的法律案件解决后才会出现。(尚未公开宣布何时会发生这种情况。)

在这项研究中,加州大学圣巴巴拉分校的海洋地球化学家大卫·瓦伦丁和他的团队主要关注有机化合物藿烷,藿烷是石油的组成部分,不具有反应性,因此可以作为泄漏事件的长期示踪剂。根据NRDA的数据,研究人员能够划定一个面积约为3200平方公里的区域,其中藿烷的浓度明显高于背景水平。藿烷并非均匀分布在该区域,而是以镶嵌图案分布。“我认为这是一个非常有趣的模式,与我们之前预想的真的不一样,”瓦伦丁说。

一些研究表明,严重的石油污染仅限于更小的区域,但这可能是因为高浓度的不均匀性使其很容易被遗漏,瓦伦丁说。

一种可能的污染途径是,分散的石油在距离海底一百米或更深的深水层中扩散,随后与大陆坡上较浅的海底碰撞。这将通过直接接触污染沉积物,这种假设被称为“脏浴缸环”(参见“脏暴雪掩埋了深水地平线的石油”)。最新的研究支持了这一观点,在900-1300米的深度发现了中等程度的藿烷污染,这正是检测到深水石油层的深度。

然而,该团队在1600米的深度发现了更严重的污染,低于发现分散石油的位置,这表明石油以某种方式凝结并下沉,瓦伦丁说,尽管凝结的机制尚不清楚。

其他科学家提出了“脏暴雪”假说,即浮到水面的石油与其他有机物质形成凝块,并最终沉没。但瓦伦丁和他的同事发现的藿烷模式与深海盛行海流的流动模式更为吻合,而不是与水面石油的扩散相符,这表明凝结可能发生在深处。

总的来说,研究人员估计,滞留在深海中的石油中有4-31%最终进入了污染区内的沉积物中。马萨诸塞州伍兹霍尔海洋研究所的研究合作者兼海洋化学家克里斯·雷迪说,这项研究应有助于指导那些必须应对未来深海泄漏事件的人,例如,证明应在更远的地方采集沉积物样本。

瓦伦丁说,可能还有一些NRDA考察队遗漏的污染部分,因为它们不在采样区域内。瓦伦丁和雷迪都说,诸如脏暴雪之类的机制可能仍然在其他区域发挥作用。

瓦伦丁和他的同事采取措施移除了可能受到自然渗漏影响的样本,包括在更深层沉积物中藿烷浓度升高,表明存在一些长期输入的样本。

然而,英国石油公司对分析结果提出质疑。英国石油公司发言人贾森·瑞安表示:“作者未能确定石油的来源,导致他们严重夸大了海底残留马孔多石油的数量及其发现的地理区域。”瓦伦丁说,他和他的合作者正在进行进一步的分析,但他们发现的模式表明,油性沉积物的来源是油井。

这项工作并未直接涉及生物影响,但作者提供了一个案例研究:在井口西南的一个区域,藿烷浓度升高,其他研究人员报告说,该区域的深海珊瑚因石油泄漏而受损。

瓦伦丁和其他人表示,一个关键的遗留问题是化学分散剂的作用,有史以来第一次,将化学分散剂直接注入井口的石油流中。目的是分解粘稠的石油并加速其降解,但尚不清楚这种方法在多大程度上取得了成功,或者是否造成了损害。“如果我们没有使用分散剂,我们看到的模式可能会完全不同,”瓦伦丁说,“但我们还不知道足够多的信息来说明它。”

费舍尔说:“拼图的碎片正在逐渐到位,但剩下的开放性问题将很难解决。”

本文经许可转载,并于 2014年10月27日首次发表

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