深水油井遗址从喷油井转变为水下实验室

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


英国石油公司(BP)在墨西哥湾的喷油井可能终于被封堵,但其持续数月的石油和天然气泄漏已经形成了一个相当大的原位海洋实验室,科学家们将对其进行多年的研究。尽管美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的科学家们与马萨诸塞州伍兹霍尔海洋研究所的科学家们就油羽的存在争论不休,但一个研究小组最近已从深水油井遗址返回,他们希望能够获得关于大量碳氢化合物在海洋表面深处如何行为的大量信息宝藏。

得克萨斯州农工大学地球科学学院的海洋学家约翰·凯斯勒说,更好地了解大量丁烷、乙烷、甲烷和丙烷对水生生物的影响将“使我们对[钻探]的人为因素有更好的了解,考虑到深水钻探将在未来一段时间内继续进行,这一点意义重大”。


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凯斯勒和加州大学圣巴巴拉分校的生物地球化学家大卫·瓦伦丁于 9 月 17 日从他们第二次前往深水油井遗址的考察中返回,以研究碳氢化合物,这些碳氢化合物因多种原因而引人注目,其中包括它们挫败了英国石油公司 5 月份试图将一个 100 吨重的混凝土和钢铁防溢罩放置在当时泄漏的井口上的企图的能力。

6 月份的首次 10 天考察期间,研究人员专注于深水油井石油和天然气碳氢化合物混合物中的甲烷成分。他们想知道甲烷(按重量计,占喷油井的 40%)的去向以及它是如何循环的。他们研究了井口周围 12.5 公里半径的范围,后来确定“微不足道”数量的甲烷被释放到大气中,并且大部分溶解在墨西哥湾中。

凯斯勒和瓦伦丁上周在科学杂志上发表了一篇基于他们首次前往深水油井遗址的考察的论文。凯斯勒说,该报告强调了天然气的呼吸作用(特别是乙烷、丁烷和丙烷的组合)如何控制了在井喷井周围深层碳氢化合物羽流中观察到的约 70% 的氧气减少。“看到乙烷和丙烷与甲烷一起从泄漏处冒出并不罕见,但这比你从海底自然渗漏中看到的丰度要高得多,”凯斯勒说。他补充说,目前尚不清楚是什么原因导致了另外 30% 的氧气减少,但最有可能的原因是石油化合物的呼吸作用。

对于第二次考察,凯斯勒、瓦伦丁及其团队作为甲烷测量专家,参与了 NOAA 更大的行动,以研究和记录水下石油和天然气羽流的运动。凯斯勒和瓦伦丁想看看羽流在多大程度上分解了(如果有的话),并测量这种生物降解的速率。“有几个羽流,其中大部分位于离海面约三分之二的位置,大约在 1000 米深处,”凯斯勒说。研究人员观察到,羽流在很大程度上仍处于首次考察该遗址时发现的相同位置。现在,他们将研究他们收集的数据,以确定这些羽流的成分与 6 月份的成分相比如何。除了返回他们最初的 12.5 公里半径范围外,研究人员还发现了传播到该区域西部的羽流。

研究人员最初表示,他们担心深水油井遗址周围水域中去除的氧气可能会变得缺氧(或氧气耗尽),从而形成可能对海洋生物有害的“死亡区”。凯斯勒现在说,“如果这导致墨西哥湾出现另一个死亡区,我会感到非常惊讶。”他补充说,此类区域通常在更靠近陆地的地方发现,深度为 20 至 100 米,并且发生在从一片水域中去除约 60% 的氧气时。在 6 月份,研究人员在深水油井遗址看到了 20% 的氧气减少,这种情况应该会因洋流和油井不再泄漏而得到改善。

图片:深水油井遗址的燃烧作业。图片来源:NOAA

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