Deepwater Horizonin katastrofia tutkivina kemisteinä saamme koko ajan kysyä perheeltä, ystäviltä, kollegoilta, päättäjiltä ja yleisöltä: mitä tapahtui 200 miljoonalle litralle raakaöljyä, joka laskettiin Meksikonlahdelle 87 päivän aikana keväällä 2010?
kaikki haluavat vain täyden selvityksen öljystä, joka syöksyi vaurioituneesta Macondon kaivosta 50 Mailia Louisianan rannikolta ennennäkemättömään 5000 jalan syvyyteen meren pinnan alle. Teoriassa se on samanlaista kuin pankkitilin seuraaminen. Yritämme verrata mereen joutuneen öljyn määrää siitä myöhemmin lähteneeseen määrään. Mutta se on paljon vaikeampaa kuin tasapainottaa tuloja omasta palkkasheck vastaan laskuja maksettu ja käteistä nostettu pankkiautomaateista.
katastrofin ollessa pahimmillaan neuvoimme yleisöä, joka kaipasi nopeaa ja lopullista vastausta siihen, että Deepwater Horizonin öljybudjetin tasapainottaminen veisi useita vuosia. Viisi vuotta myöhemmin olemme edistyneet.
muista, että yritämme jäljittää 30,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 hiiliatomia (ja kaksi kertaa niin paljon vetyatomeja) vihamielisessä, alati liikkuvassa ympäristössä. Öljy kulki moneen suuntaan eri keinoin. Osa kellui meren pintaan, josta se nousi ilmaan tai joutui tuulten ja virtausten ajamaksi rannikon soille, rannoille ja saariin. Osa öljystä joutui vetisiin kerroksiin, jotka kiertelivät meren sisäosissa 3000-4000 jalan syvyydessä. Osa upposi merenpohjan sedimentteihin. Ja osa tuosta pintaan nousseesta öljystä on saattanut tarttua kasviplanktoniin, joka sittemmin vajosi merenpohjaan ilmiönä, jota jotkut kutsuvat ”likaiseksi lumimyrskyksi”.”
mutkistaa asioita, toisin kuin dollareissasi, öljy ei ainoastaan liiku, vaan myös muuttaa koostumusta. Öljy on valmistettu tuhansista eri kemikaaleista, joilla on erilaiset ominaisuudet, jotka eri olosuhteissa voivat liuottaa, haihduttaa, tulla bakteerien syömiksi tai muuntua kemiallisesti, jättäen jälkeensä gunky-materiaalia, jota kutsumme ”haalistuneeksi jäännökseksi.”
jalanjäljen löytäminen
vuonna 2012 julkaistussa tutkimuksessa arvioitiin, että ympäristöön päästetyistä 200 miljoonasta gallonasta puolet ei koskaan noussut pintaan muodostaen slickseja, vaan jäi loukkuun syvälle mereen. Olemme juuri saaneet valmiiksi tutkimuksen, joka julkaistiin lokakuussa. 27, 2014, Proceedings of the National Academy of Sciences, kuinka paljon että loukkuun öljyä satoi alas merenpohjaan, ja mihin se putosi.
käytimme Yhdysvaltain hallituksen tuottamia ja äskettäin Internetissä julkaistuja tietoja. Aineisto on peräisin 3 000 merenpohjan sedimenttinäytteestä, jotka kymmenet Meksikonlahtea kartoittaneet tutkimusretkikunnat keräsivät 534 paikasta vuosina 2010 ja 2011.
Meksikonlahti ei ole koskematon paikka. Se on aiemmin saastuttanut teollisuusöljyä, ja merenpohjasta on vuotanut arviolta 200 000 litraa päivässä. Nämä ”vuotavat hanat” ovat kroonisia saasteita, jotka ovat jatkuneet Persianlahdella tuhansia vuosia.
Huomioidaksemme Deepwater Horizon-tapahtumasta peräisin olevan öljyn eikä näiden muiden lähteiden, keskityimme yhden yhdisteen, 17a(H),21B(H) – hopaanin, pitoisuuteen ja jakautumiseen, joka oli Deepwater Horizon/Macondo-öljyssä ja useimmissa muissa Meksikonlahdelta peräisin olevissa crudeissa. Koska kestää monta vuotta, ennen kuin merenpohjasedimenttejä kertyy edes yksi sentti, väitimme, että Deepwater Horizonin öljystä peräisin olevan kohonneen hopaanin pitoisuudet näkyisivät vain valtamerten sedimenttien ylimmissä osissa ja että korkeimmat pitoisuudet olisivat lähimpänä vaurioitunutta kaivoa.
vertailimme Meksikonlahden hopaanitasoja ja löysimme erikoisen huipun 25 mailin säteellä kaivosta olevien sedimenttien ylimmästä puolen sentin korkeudesta. Sitä vastoin löydämme rutiininomaisesti näytteitä, jotka sisältävät Deepwater Horizon-öljyä satojen kilometrien päästä Floridan rannoilta. Merenpohjaan toimitetun Deepwater Horizon-öljyn jalanjälki oli noin 2 prosenttia pinnan slicks-öljyn jalanjäljestä, mikä osoittaa, että öljy levisi paljon laajemmalle pinnalla kuin syvällä.
loukussa syvyyksissä
havaitsimme, että 4-31 prosenttia syvänmereen loukkuun jääneestä öljystä—mikä vastaa 2-16 prosenttia onnettomuuden aikana päästetystä kokonaisöljystä—putosi 1 250 neliökilometrin alueelle merenpohjaan. Tämä on minimiarvio, koska on todennäköistä, että emme huomanneet öljyttyjä sedimenttejä, mukaan lukien muut öljyiset alueet kaivon ympärillä, ja jonkin verran öljyä oli varmasti kerrostunut laastarin ulkopuolelle.
tarkastellessamme tietoja hieman tarkemmin huomasimme, että öljyä oli paikoittain merenpohjassa, mutta voimakkaimmin vaurioituneen kaivon lounaispuolella. Se luo jäljet saastumishuipulle.
tärkeää on, että tunnistimme öljylaskeuman hotspotit lähellä vaurioituneiden syvänmeren koralliyhteisöjen ympäristöä. Tämä tukee aiemmin kiisteltyjä havaintoja, joiden mukaan koralli olisi vahingoittunut Deepwater Horizonin vuodossa.
löysimme hopaanin huippupitoisuudet merenpohjan syvyyksistä 4 265-5 250 jalkaa, ja matalammat mutta silti kohonneet pitoisuudet 2 950 jalkaan ja 5 575 jalkaan. Tämä liittyy aiempiin tutkimuksiimme vuodelta 2010, joissa kartoitettiin samansyvyydessä lounaaseen virranneesta öljystä ja kaasusta liuennutta öljypilveä.
ehdotamme, että pienet öljypisarat hyytyivät näissä saastuneissa sulissa ja upposivat merenpohjaan—mahdollisesti silloin, kun ne kohtasivat suuria hiukkastiheyksiä, jotka luonnollisesti samentavat vedet lähellä merenpohjaa. Jotkin öljypisarat lepäsivät matalammissa syvyyksissä paikoissa, joissa saastunut pilvi virtasi merenpohjan korkeammalla kohoavien alueiden ohi.
samanlainen vaikutus tapahtuu, kun öljy saastuttaa rannikkoja; kutsumme sitä ”likaiseksi kylpyammerenkaaksi.”Oli suuri yllätys, että näimme likaisia kylpyammerenkaita meren pohjassa.
kun risteilyjä on niin paljon ja näytteitä on niin paljon, on nöyryyttävää, että voisimme lopullisesti vastata vain 2-16 prosentista vuotaneesta öljystä. Mutta kun olet tekemässä palapeliä, mikä tahansa palanen paikalleen poistaa muita mahdollisuuksia ja alkaa paljastaa koko kuvan. Tutkimuksemme valaisi useita uusia palasia palapeliin arvioidakseen Deepwater Horizonin vuodon aiheuttamia vahinkoja ja antaakseen meille uusia tietoja öljyn käyttäytymisestä meressä. Tämä uusi tieto parantaa tapoja välttää ja lieventää öljyvuotoja tulevaisuudessa.
kaikki haluavat vastauksen ”öljykysymykseen” paketoituna lopullisesti, kuten shekkivihkosi kuun lopussa. Meri on kuitenkin vihamielinen ja arvaamaton, ja johtolankojen saaminen on vaikeaa.
Dave Valentinen tutkimusta tuki National Science Foundation (NSF). Chris Reddyn tutkimusta tukivat NSF ja Gulf of Mexico Research Initiativen Deep-C-konsortio.