Dove è andato il petrolio Deepwater Horizon?

Mentre i chimici studiano il disastro di Deepwater Horizon, riceviamo questa domanda continuamente da familiari, amici, colleghi, responsabili politici e pubblico in generale: cosa è successo ai 200 milioni di galloni di petrolio greggio che sono stati rilasciati nel Golfo del Messico per 87 giorni nella primavera del 2010?

Quello che tutti vogliono è niente di meno che una contabilità completa del petrolio che vomitato dal danneggiato Macondo bene 50 miglia al largo della costa della Louisiana ad una profondità senza precedenti di 5.000 piedi sotto la superficie del mare. In teoria, non è diverso da monitorare il tuo conto in banca. Stiamo cercando di abbinare la quantità di petrolio che è andato nell’oceano con la quantità che successivamente è andato fuori di esso. Ma è molto più difficile che bilanciare le entrate dal vostro stipendio contro le bollette pagate e contanti ritirati dal bancomat.

Al culmine del disastro, abbiamo consigliato un pubblico che desiderava una risposta rapida e definitiva che ci sarebbero voluti diversi anni per bilanciare il bilancio petrolifero di Deepwater Horizon. Cinque anni dopo, abbiamo fatto dei progressi.

Tieni presente che stiamo cercando di tracciare 30.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 di atomi di carbonio (e il doppio di quel numero di atomi di idrogeno) in un ambiente ostile e in continuo movimento. L’olio viaggiava in molte direzioni con mezzi diversi. Alcuni galleggiavano sulla superficie dell’oceano, dove andava in aria o era guidato da venti e correnti in paludi costiere, spiagge e isole. Un po ‘ di petrolio è stato trascinato in strati acquosi che circolavano all’interno dell’oceano a profondità di 3.000-4.000 piedi. Alcuni affondarono nei sedimenti del fondo marino. E alcuni di quell’olio emerso potrebbero essersi attaccati al fitoplancton, che successivamente affondò sul fondo del mare in un fenomeno che alcuni chiamano una “bufera di neve sporca.”

A complicare le cose, a differenza dei vostri dollari, il petrolio non solo si muove intorno, è anche cambia composizione. L’olio è fatto di migliaia di sostanze chimiche diverse con proprietà diverse che, in circostanze diverse, possono dissolversi, evaporare, essere mangiati dai batteri o trasformarsi chimicamente, lasciando dietro di sé un materiale gunky che chiamiamo “residuo alterato.”

Trovare un’impronta

Un documento seminale pubblicato nel 2012 ha stimato che dei 200 milioni di galloni scaricati nell’ambiente, la metà non è mai emersa per formare slick ma è rimasta intrappolata in profondità nell’oceano. Abbiamo appena completato uno studio, pubblicato ottobre. 27, 2014, negli atti della National Academy of Sciences, su quanto di quel petrolio intrappolato è piovuto sul fondo dell’oceano e dove è caduto.

Abbiamo utilizzato i dati generati dal governo degli Stati Uniti e recentemente rilasciati su Internet. I dati provenivano da 3.000 campioni di sedimenti del fondo marino raccolti in 534 località da una dozzina di spedizioni di ricerca che hanno esaminato il Golfo del Messico nel 2010 e nel 2011.

Il Golfo del Messico non è una posizione incontaminata. Ha una storia di inquinamento da idrocarburi industriale, oltre a circa 200.000 galloni al giorno che filtrano dal fondo dell’oceano. Questi “rubinetti che perdono” sono una forma di inquinamento cronico che è in corso da migliaia di anni nel Golfo.

Per tenere conto del petrolio dell’evento Deepwater Horizon e non di queste altre fonti, ci siamo concentrati sulla concentrazione e distribuzione di un composto, 17a(H),21b(H)-hopane, che era in Deepwater Horizon/Macondo oil e la maggior parte degli altri crudi del Golfo del Messico. Dal momento che ci vogliono molti anni per sedimenti del fondo marino per accumulare tanto quanto un pollice, abbiamo sostenuto che i livelli elevati di hopane dal petrolio da Deepwater Horizon si presenterebbero solo nella parte superiore mezzo pollice dei sedimenti oceanici e che le concentrazioni più alte sarebbe più vicino al pozzo danneggiato.

Abbiamo confrontato i livelli di hopane attraverso il Golfo del Messico, trovando un picco distintivo nel mezzo pollice superiore di sedimenti entro 25 miglia dal pozzo. Al contrario, troviamo abitualmente campioni contenenti olio Deepwater Horizon a centinaia di miglia di distanza sulle spiagge della Florida. L’impronta che abbiamo identificato per l’olio di Deepwater Horizon consegnato al fondo marino era di circa il 2% dell’impronta per le chiazze in superficie, dimostrando che l’olio si diffondeva molto più ampiamente in superficie che in profondità.

Intrappolato nelle profondità

Abbiamo scoperto che il 4-31% del petrolio intrappolato nell’oceano profondo—l’equivalente del 2-16% del petrolio totale scaricato durante l’incidente—cadeva all’interno di una zona di 1.250 miglia quadrate del fondo marino profondo. Questa è una stima minima, perché è probabile che abbiamo perso alcuni dei sedimenti oliati, comprese altre aree oleose sospette intorno al pozzo, e un po ‘ di olio è stato certamente depositato al di fuori della patch.

Ispezionando i dati un po ‘ più da vicino, abbiamo notato che l’olio era depositato patchily sul fondo marino, ma più intensamente a sud-ovest del pozzo danneggiato. Che stabilisce una pista per la contaminazione di picco.

È importante sottolineare che abbiamo identificato punti caldi di ricaduta petrolifera vicino a comunità di coralli di acque profonde danneggiati. Ciò supporta i risultati precedentemente contestati che questi coralli sono stati danneggiati dalla fuoriuscita di Deepwater Horizon.

Abbiamo trovato concentrazioni di picco di hopane giacevano a profondità del fondo marino di 4,265 a 5,250 piedi, tra parentesi da concentrazioni più basse ma ancora elevate fino a 2,950 piedi e fino a 5,575 piedi. Questo strambi con i nostri studi precedenti nel 2010 mappatura di un pennacchio di petrolio e gas disciolti dalla fuoriuscita che scorreva a sud-ovest ad una profondità simile.

Proponiamo che minuscole goccioline di olio si coagulino in questi pennacchi contaminati e affondino sul fondo marino—forse quando incontrano alte densità di particelle che naturalmente offuscano le acque vicino al fondo marino. Alcune gocce d’olio si posarono a profondità più basse in luoghi in cui il pennacchio contaminato scorreva oltre le aree più alte del fondo marino.

Un effetto simile si verifica quando l’olio contamina le coste; lo chiamiamo ” anello della vasca sporca.”E’ stata una grande sorpresa che abbiamo visto anelli di vasca sporchi sul fondo dell’oceano.

Con così tante crociere e così tanti campioni, è umiliante che potremmo rappresentare definitivamente solo dal 2 al 16 per cento del petrolio totale versato. Ma quando si sta facendo un puzzle, mettendo tutti i pezzi in posizione elimina altre possibilità e comincia a rivelare il quadro completo. La nostra ricerca ha illuminato diversi nuovi pezzi del puzzle per valutare i danni causati dalla fuoriuscita di Deepwater Horizon e darci nuove intuizioni sul comportamento del petrolio nell’oceano. Questa nuova conoscenza migliorerà i modi per evitare e mitigare le fuoriuscite di petrolio in futuro.

Tutti vogliono che la risposta alla “questione del petrolio” sia chiusa in modo conclusivo, come il tuo libretto degli assegni alla fine del mese. Ma l’oceano è ostile e imprevedibile,e solo ottenere l’accesso agli indizi è difficile.

La ricerca di Dave Valentine è stata sostenuta dalla National Science Foundation (NSF). La ricerca di Chris Reddy è stata sostenuta dal consorzio DEEP-C di NSF e Gulf of Mexico Research Initiative.