jako chemicy badający katastrofę Deepwater Horizon, otrzymujemy to pytanie od rodziny, przyjaciół, kolegów, decydentów i opinii publicznej: co się stało z 200 milionami galonów ropy naftowej, które zostały uwolnione do Zatoki Meksykańskiej w ciągu 87 dni wiosną 2010 roku?
to, czego wszyscy chcą, to nic innego jak pełne rozliczenie ropy, która wypłynęła z uszkodzonej studni Macondo 50 mil od wybrzeża Luizjany na niespotykanej głębokości 5000 stóp pod powierzchnią morza. Teoretycznie to nie tak, jak śledzenie Twojego konta bankowego. Staramy się dopasować ilość ropy, która dostała się do oceanu do ilości, która później z niego wyszła. Ale jest to o wiele trudniejsze niż równoważenie przychodów z wypłaty z rachunkami zapłaconymi i gotówką wycofaną z bankomatów.
w szczytowym momencie katastrofy doradziliśmy społeczeństwu, które pragnęło szybkiej, ostatecznej odpowiedzi, że zrównoważenie budżetu na ropę Deepwater Horizon zajmie kilka lat. Pięć lat później poczyniliśmy pewne postępy.
pamiętaj, że staramy się śledzić 30 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 atomów węgla (i dwukrotnie większej liczby atomów wodoru) w nieprzyjaznym, ciągle zmieniającym się środowisku. Ropa podróżowała w wielu kierunkach różnymi środkami. Niektóre unosiły się na powierzchnię oceanu, gdzie wzbijały się w powietrze lub były napędzane przez wiatry i prądy w przybrzeżne bagna, plaże i wyspy. Niektóre ropa została uwięziona w wodnistych warstwach, które krążyły we wnętrzu oceanu na głębokościach od 3000 do 4000 stóp. Niektóre zatonęły w osadach dna morskiego. A część tego wynurzonego oleju mogła przyczepić się do fitoplanktonu, który następnie zatonął na dnie morskim w zjawisku, które niektórzy nazywają ” brudną zamiecią.”
aby skomplikować sprawy, w przeciwieństwie do Twoich dolarów, ropa nie tylko porusza się, ale także zmienia skład. Olej składa się z tysięcy różnych substancji chemicznych o różnych właściwościach, które w różnych okolicznościach mogą rozpuszczać się, odparowywać, być spożywane przez bakterie lub przekształcać chemicznie, pozostawiając po sobie gunky materiał, który nazywamy „zwietrzałymi pozostałościami.”
znalezienie śladu
przełomowy artykuł opublikowany w 2012 roku oszacował, że z 200 milionów galonów wyrzuconych do środowiska połowa nigdy nie wynurzyła się, tworząc śluz, ale pozostała uwięziona głęboko w oceanie. Właśnie zakończyliśmy badanie, opublikowane w październiku. 27.02.2014 r., w Proceedings of the National Academy of Sciences, o tym, jak dużo tej uwięzionej ropy spadło na dno oceanu i gdzie spadła.
wykorzystaliśmy dane wygenerowane przez rząd USA i niedawno opublikowane w Internecie. Dane pochodzą z 3000 próbek osadów dna morskiego zebranych w 534 miejscach przez kilkanaście ekspedycji badawczych, które badały Zatokę Meksykańską w 2010 i 2011 roku.
Zatoka Meksykańska nie jest dziewiczym miejscem. Ma historię zanieczyszczenia olejami przemysłowymi, a także szacuje się, że galony 200,000 dziennie sączą się z dna oceanu. Te „nieszczelne krany”są formą chronicznego zanieczyszczenia, które trwa od tysięcy lat w Zatoce.
aby uwzględnić ropę z zdarzenia Deepwater Horizon, a nie te inne źródła, skupiliśmy się na koncentracji i dystrybucji jednego związku,17A(H), 21B(H)-hopane, który znajdował się w ropie Deepwater Horizon/Macondo i większości innych kruszców z Zatoki Meksykańskiej. Ponieważ potrzeba wielu lat, aby osady dna morskiego gromadziły się nawet o jeden cal, twierdziliśmy, że podwyższony poziom hopanu z ropy naftowej z Deepwater Horizon pojawi się tylko w górnej połowie cala osadów oceanicznych, a najwyższe stężenia byłyby najbliższe uszkodzonej studni.
porównaliśmy poziom hopanu w Zatoce Meksykańskiej, znajdując charakterystyczny szczyt w górnej pół cala osadów w promieniu 25 mil od studni. W przeciwieństwie do tego, rutynowo znajdujemy próbki zawierające ropę Deepwater Horizon setki mil stąd na plażach Florydy. Ślad, który zidentyfikowaliśmy dla oleju Deepwater Horizon dostarczanego do dna morskiego, stanowił około 2% śladu poślizgu na powierzchni, co pokazuje, że olej rozprzestrzenia się znacznie szerzej na powierzchni niż na głębokościach.
uwięziony w głębinach
odkryliśmy, że 4 do 31 procent ropy uwięzionej w głębokim oceanie—co odpowiada 2 do 16 procent całkowitej ropy zrzuconej podczas wypadku—znalazło się na obszarze 1250 mil kwadratowych głębokiego dna morskiego. Jest to minimalne oszacowanie, ponieważ jest prawdopodobne, że przegapiliśmy niektóre z naoliwionych osadów, w tym inne podejrzane o oleistość obszary wokół studni, a część oleju z pewnością została zdeponowana poza plastrem.
sprawdzając dane nieco dokładniej, zauważyliśmy, że olej został łatwo osadzony na dnie morza, ale najbardziej intensywnie na południowy zachód od uszkodzonej studni. To prowadzi do skażenia.
co ważne, zidentyfikowaliśmy gorące punkty opadu ropy w pobliżu społeczności uszkodzonych koralowców głębinowych. Potwierdza to wcześniej kwestionowane ustalenia, że korale te zostały uszkodzone przez wyciek Deepwater Horizon.
stwierdziliśmy, że najwyższe stężenia hopanu leżą na głębokościach dna morskiego od 4265 do 5250 stóp, z niższymi, ale wciąż podwyższonymi stężeniami do 2950 stóp i do 5575 stóp. Ten wysięgnik z naszymi poprzednimi badaniami w 2010 mapuje pióropusz rozpuszczonej ropy naftowej i gazu z wycieku, który płynął na południowy zachód na podobnej głębokości.
proponujemy, aby małe kropelki oleju koagulowały w tych zanieczyszczonych piórach i zatopiły się na dnie morskim—prawdopodobnie wtedy, gdy napotkały Duże gęstości cząstek, które naturalnie zaciemniają wody w pobliżu dna morskiego. Niektóre krople oleju spoczywały na płytszych głębokościach w miejscach, w których zanieczyszczony pióropusz płynął obok wyżej wznoszących się obszarów dna morskiego.
podobny efekt występuje, gdy olej zanieczyszcza brzegi; nazywamy go ” brudnym pierścieniem wanny.”To było duże zaskoczenie, że zobaczyliśmy brudne pierścienie wanny na dnie oceanu.
przy tak wielu rejsach i tak wielu próbkach, to upokarzające, że ostatecznie możemy stanowić tylko 2 do 16 procent całkowitej rozlanej ropy. Ale kiedy robisz puzzle, umieszczenie dowolnych elementów na miejscu eliminuje inne możliwości i zaczyna ujawniać pełny obraz. Nasze badania rozjaśniły kilka nowych elementów układanki, aby ocenić szkody spowodowane wyciekiem Deepwater Horizon i dać nam nowy wgląd w zachowanie ropy naftowej w oceanie. Ta nowa wiedza poprawi sposoby zapobiegania i łagodzenia wycieków ropy naftowej w przyszłości.
każdy chce odpowiedzi na „pytanie o ropę”. tak jak twoja książeczka czekowa pod koniec miesiąca. Ale ocean jest wrogi i nieprzewidywalny, a samo uzyskanie dostępu do wskazówek jest trudne do zdobycia.
badania Dave 'a Valentine’ a były wspierane przez National Science Foundation (NSF). Badania Chrisa Reddy ’ ego były wspierane przez konsorcjum DEEP-C NSF i Gulf of Mexico Research Initiative.