som kemister som studerar Deepwater Horizon-katastrofen får vi denna fråga hela tiden från familj, vänner, kollegor, beslutsfattare och allmänheten: vad hände med de 200 miljoner liter råolja som släpptes ut i Mexikanska golfen under 87 dagar under våren 2010?
vad alla vill ha är inget mindre än en fullständig redovisning av oljan som spydde från den skadade Macondo väl 50 miles utanför Louisiana-kusten på ett oöverträffat djup på 5000 fot under havsytan. I teorin är det inte till skillnad från att spåra ditt bankkonto. Vi försöker matcha mängden olja som gick ut i havet med den mängd som därefter gick ut ur den. Men det är mycket svårare än att balansera intäkter från din lönecheck mot räkningar som betalats och kontanter som tas ut från bankomater.
på katastrofens höjd rådde vi en allmänhet som krävde ett snabbt och definitivt svar att det skulle ta flera år att balansera Deepwater Horizon oljebudget. Fem år senare har vi gjort några framsteg.
Tänk på att vi försöker spåra 30.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 kolatomer (och dubbelt så många väteatomer) i en fientlig, ständigt rörlig miljö. Oljan reste i många riktningar på olika sätt. Några flöt till havsytan, där den gick upp i luften eller drevs av vindar och strömmar till kustmyrar, stränder och öar. En del olja fördes in i vattniga lager som cirkulerade i havets inre på djup av 3000 till 4000 fot. Vissa sjönk i havsbotten sediment. Och en del av den uppkomna oljan kan ha fastnat på fytoplankton, som därefter sjönk till havsbotten i ett fenomen som vissa kallar en ”smutsig snöstorm.”
för att komplicera saker, till skillnad från dina Dollar, olja inte bara rör sig runt, det är också förändringar sammansättning. Olja är gjord av tusen olika kemikalier med olika egenskaper som, under olika omständigheter, kan upplösas, avdunsta, ätas av bakterier, eller omvandla kemiskt, lämnar bakom en gunky material vi kallar en ”vittrade rester.”
hitta ett fotavtryck
ett seminalpapper som publicerades 2012 uppskattade att av de 200 miljoner gallon som släpptes ut i miljön, hälften aldrig uppstod för att bilda slicks men förblev fångade djupt i havet. Vi har just avslutat en studie, publicerad oktober. 27, 2014, i Proceedings of the National Academy of Sciences, om hur mycket av den fångade oljan regnade ner till havsbotten och var den föll.
vi använde data som genererats av den amerikanska regeringen och nyligen släpptes på Internet. Uppgifterna kom från 3 000 prover av havsbotten sediment samlade på 534 platser av ett dussin forskningsexpeditioner som undersökte Mexikanska golfen 2010 och 2011.
Mexikanska golfen är inte en orörd plats. Den har en historia av industriell oljeförorening, liksom uppskattningsvis 200 000 gallon per dag som sipprar från havsbotten. Dessa ”läckande kranar” är en form av kronisk förorening som har pågått i tusentals år i viken.
för att redogöra för olja från Deepwater Horizon-händelsen och inte dessa andra källor fokuserade vi på koncentrationen och fördelningen av en förening, 17a(H), 21B(H)-hopane,som var i Deepwater Horizon/Macondo oil och de flesta andra crudes från Mexikanska golfen. Eftersom det tar många år för havsbotten sediment att ackumulera så mycket som en tum, vi hävdade att förhöjda nivåer av hopan från olja från Deepwater Horizon skulle dyka upp endast i den övre halv tum av havet Sediment och att de högsta koncentrationerna skulle vara närmast den skadade brunnen.
vi jämförde hopan nivåer över Mexikanska golfen, hitta en distinkt topp i den övre halv tum av sediment inom 25 miles av brunnen. Däremot hittar vi rutinmässigt prover som innehåller Deepwater Horizon-olja hundratals mil bort på stränderna i Florida. Det fotavtryck vi identifierade för Deepwater Horizon oil som levererades till havsbotten var ungefär 2 procent av fotavtrycket för slicks vid ytan, vilket visar att oljan spred sig mycket mer vid ytan än i djupet.
fångad i djupet
vi fann att 4 till 31 procent av oljan som fångats i djuphavet—motsvarande 2 till 16 procent av den totala oljan som släpptes ut under olyckan—föll inom en 1 250 kvadratkilometer lapp av den djupa havsbotten. Detta är en minsta uppskattning, eftersom det är troligt att vi missade några av de oljade sedimenten, inklusive andra misstänkta oljiga områden runt brunnen, och lite olja deponerades säkert utanför plåstret.
när vi undersökte uppgifterna lite närmare märkte vi att oljan var patchily deponerad på havsbotten, men mest intensivt sydväst om den skadade brunnen. Det skapar ett spår för toppförorening.
viktigt är att vi identifierade hotspots av oljefall nära samhällen av skadade djuphavskoraller. Det stöder tidigare omtvistade fynd att dessa koraller skadades av Deepwater Horizon-spill.
vi hittade toppkoncentrationer av hopan låg vid havsbotten djup av 4,265 till 5,250 fot, parentes av lägre men fortfarande förhöjda koncentrationer upp till 2,950 fot och ner till 5,575 fot. Detta jibes med våra tidigare studier i 2010 kartlägga en plume av upplöst olja och gas från spill som flödade sydväst på ett liknande djup.
vi föreslår att små oljedroppar koagulerade i dessa förorenade plymer och sjönk till havsbotten—möjligen när de stötte på höga tätheter av partiklar som naturligt Molnar vattnet nära havsbotten. Vissa oljedroppar kom till vila på grundare djup på platser där den förorenade plymen flödade förbi högre stigande områden på havsbotten.
en liknande effekt uppstår när olja förorenar kustlinjer; vi kallar det ”smutsiga badkarringen.”Det var en stor överraskning att vi såg smutsiga badkarringar längst ner i havet.
med så många kryssningar och så många prover är det ödmjukt att vi definitivt kunde stå för endast 2 till 16 procent av den totala oljan som spillts. Men när du gör ett pussel, att sätta några bitar på plats eliminerar andra möjligheter och börjar avslöja hela bilden. Vår forskning belyste flera nya bitar i pusslet för att bedöma skador orsakade av Deepwater Horizon-spill och ge oss nya insikter om oljans beteende i havet. Denna nya kunskap kommer att förbättra sätten att undvika och mildra oljeutsläpp i framtiden.
alla vill ha svaret på” oljefrågan ” insvept slutgiltigt, som din checkbok i slutet av månaden. Men havet är fientligt och oförutsägbart, och det är svårt att få tillgång till ledtrådar.
Dave Valentines forskning stöddes av National Science Foundation (NSF). Chris Reddys forskning stöddes av NSF och Mexikanska golfen Research initiatives DEEP-C-konsortium.