关于支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻事业 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保未来能够继续讲述关于塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事。
下一次大型石油泄漏可能是看不见的。气候变暖导致北极海冰消退，为石油和天然气钻探开辟了广阔区域。 这给泄漏探测器带来了一个新问题：该地区仍然有大量冰层，人们无法看穿。 还记得“深水地平线”号石油钻井平台井喷后墨西哥湾表面巨大的浮油吗？ 在阿拉斯加北海岸，那种浮油很可能被数英里的漂流冰层所遮蔽。“北极地区发生严重石油泄漏的风险正在升级，”国家研究委员会在上个月的一份报告中警告说。而且，该委员会补充说，美国尚未做好应对准备。
一种解决方案可能是使用声音而不是视觉。 高频声纳啁啾声可以揭示冰层下的石油，即使石油夹在冰层之间。“我们能够区分两种不同的信号：石油与冰混合以及仅有冰，”伍兹霍尔海洋研究所的博士后研究员克里斯托弗·巴塞特说。他和他的同事星期三在美国声学学会于普罗维登斯举行的会议上介绍了他们的工作。其他研究人员表明，声纳的灵敏度足以探测到微小的泄漏，甚至可以探测到单个油气气泡的程度。
巴塞特说，在楚科奇海和波弗特海寒冷的海域上空飞行侦察机或派遣侦察船可能无法找到已经漂离其源头数英里的石油泄漏。石油可能隐藏在每年在该地区形成和融化的季节性浮冰移动群之下——也就是说，肉眼观察不到。
但声音可以探测到。在德国汉堡的一个冷海水箱中，巴塞特和他的小组培养了一层 12 厘米厚的冰层。然后，他们在冰层下注入了 50 升北海原油，并继续冷冻水，直到他们制造出冰和石油的夹层。
在水箱底部，大约一米远的地方，他们放置了几个声纳发射器，将它们对准冰层并分析回声。与商业测深仪和探鱼器中使用的单频声波不同，这些仪器发出快速上升的频率脉冲，范围从 200 千赫兹到 1 兆赫兹。“这超出了人类听觉的范围，但如果你能听到，它听起来会像一个上升的‘呜——！’”巴塞特说。（他补充说，这些声音中的大多数都超出了海洋哺乳动物的听觉范围，而且非常短暂。与船舶发动机的长时间低沉嗡嗡声不同，它不太可能打扰鲸鱼等，他说。） 宽频带的频率使科学家能够追踪来自同一地点的不同类型的回声。这使他们获得了更多关于构成每个目标材料的信息。事实证明，裸冰在声纳图上的外观与冰下或冰中滞留的石油不同。
声纳探测也可以非常精细。在声学会议上，挪威 Christian Michelsen Research（卑尔根大学的附属非营利机构）的 Geir Pedersen 展示了他们可以使用多频声纳来监测泄漏产生的气泡流。他和他的同事将他们的设备放置在距离挪威一个僻静峡湾中泄漏植物油的管道五米远的地方。“在这个范围内，我们可以探测到单个气泡和油滴，”Pedersen 说。该技术可能特别有助于找到地下泄漏的来源。
巴塞特和佩德森都强调，他们是在受控条件下工作的，这与风暴肆虐、设备损坏的北冰洋截然不同。在该技术能够部署之前，还需要耐用的仪器以及更好的方法来过滤掉令人困惑的真实世界噪声。 但对于科学家来说，这听起来确实很有希望。