Πετρελαιοκηλίδα που καταγράφηκε από μικροσκοπικούς οργανισμούς βυθού

Οι γεωτρήσεις πετρελαίου βαθέων υδάτων και υπερβαθύων υδάτων επεκτείνονται παγκοσμίως καθώς βελτιώνεται η τεχνολογία, καθιστώντας όλο και πιο κερδοφόρα τη γεώτρηση σε βάθη νερού μεγαλύτερα από 1500 m. Κατά μέσο όρο, οι δεξαμενές πετρελαίου αυξάνονται επίσης σε όγκο με το βάθος του νερού. Σε αυτό το πλαίσιο, είναι εξαιρετικά σημαντικό να προετοιμαστείτε καλύτερα για εκρήξεις βαθέων υδάτων. Από την πετρελαιοκηλίδα του Deepwater Horizon στον Κόλπο του Μεξικού το 2010 έγινε ολοένα και πιο εμφανές ότι πρέπει να δημιουργηθούν ευρείες περιβαλλοντικές γραμμές βάσης σε περιοχές γεώτρησης βαθέων υδάτων.

Στον απόηχο της πετρελαιοκηλίδας του Deepwater Horizon, εμφανίστηκε ένα νέο φαινόμενο που ονομάζεται καθίζηση χιονιού θαλάσσιου πετρελαίου και συσσώρευση κροκιδωμάτων (MOSSFA). Το χιόνι θαλάσσιου πετρελαίου σχηματίστηκε καθώς το πλαγκτόν και τα βακτήρια απελευθέρωσαν κολλώδη υλικά που ονομάζονται εξωπολυμερείς ουσίες ως απόκριση στρες όταν συνάντησαν λάδι και διασκορπιστικά. Αυτό το κολλώδες υλικό συνέδεσε πλαγκτόν, βακτήρια, σταγονίδια λαδιού και μικροσκοπικούς κόκκους ιζήματος από τον ποταμό Μισισιπή σε μακριές ζώνες και γρήγορα κατακάθισε στον πυθμένα της θάλασσας.

Στον πυθμένα της θάλασσας, το χιόνι θαλάσσιου πετρελαίου παρείχε στις βακτηριακές κοινότητες μια πηγή τροφής και οι κοινότητες άρχισαν να υποβαθμίζουν το χιόνι θαλάσσιου πετρελαίου. Αυτή η υποβάθμιση, ή η αναπνοή, προκάλεσε μείωση του οξυγόνου στον πυθμένα της θάλασσας. Τρώγοντας (αναπνέοντας) το χιόνι του θαλάσσιου πετρελαίου, οι βακτηριακές κοινότητες άλλαξαν επίσης τη χημεία του νερού ακριβώς πάνω από τον πυθμένα της θάλασσας.

Λαμβάνοντας υπόψη την αλλαγή στη διαθεσιμότητα οξυγόνου και την αλλαγή στη χημεία του νερού, είναι επίσης σημαντικό να αξιολογηθούν τυχόν επιπτώσεις στους οργανισμούς που ζουν στον πυθμένα της θάλασσας. Για να γίνει αυτό, η ομάδα μας εξέτασε βενθικά τρηματοφόρα.

Τα βενθικά τρηματοφόρα είναι μονοκύτταροι οργανισμοί που εκκρίνουν σκληρά κελύφη κατασκευασμένα από ανθρακικό ασβέστιο, ακριβώς όπως τα κοχύλια που μπορεί να βρείτε σε μια παραλία. Ωστόσο, τα περισσότερα τρηματοφόρα έχουν το μέγεθος μιας άκρης μολυβιού. Η ομάδα μας μέτρησε τις αναλογίες ισοτόπων άνθρακα των κελυφών των τρηματοφόρων για να καθορίσει εάν το γεγονός χιονιού θαλάσσιου πετρελαίου προκάλεσε οποιαδήποτε αλλαγή στη σύνθεση άνθρακα του κελύφους των τρηματοφόρων. Υπάρχουν δύο σταθερά ισότοπα άνθρακα (Carbon-12 και Carbon-13) και η ομάδα μέτρησε την αναλογία άνθρακα-13 προς άνθρακα-12 στα κελύφη των τρηματοφόρων. Το μεγαλύτερο μέρος του λιπαντικού αποτελείται από άνθρακα-12. Επίσης, φυσικά, περισσότερος άνθρακας-12 παράγεται καθώς οι βακτηριακές κοινότητες αναπνέουν πηγές τροφής στον πυθμένα της θάλασσας. Με αυξημένη βακτηριακή αναπνοή, η αναλογία άνθρακα-13 προς άνθρακα-12 του περιβάλλοντος θαλασσινού νερού μειώνεται ή εξαντλείται. Τα Foraminifera χρησιμοποιούν τον άνθρακα στο περιβάλλον θαλασσινό νερό για να παράγουν τα κελύφη τους. Έτσι, εάν το νερό στο οποίο ζουν έχει εξαντληθεί σε άνθρακα-13, τότε τα κελύφη τους θα εξαντληθούν επίσης σε άνθρακα-13.

Από το 2010 έως το 2012, η ​​σταθερή υπογραφή άνθρακα των βενθικών τρηματοφόρων στην επιφάνεια του θαλάσσιου πυθμένα εξαντλήθηκε πέρα ​​από οποιεσδήποτε φυσικές παραλλαγές που καταγράφηκαν στο παρελθόν από τις περιοχές που δειγματοληψία η ερευνητική ομάδα. Τα κοχύλια foraminifera κατέγραψαν το γεγονός χιονιού θαλάσσιου πετρελαίου για δύο χρόνια. Είναι ενδιαφέρον ότι τα αρχεία που συλλέχθηκαν το 2014 δείχνουν ότι το στρώμα Deepwater Horizon θάφτηκε κάτω από την επιφάνεια του θαλάσσιου πυθμένα με φυσικές διαδικασίες καθίζησης. Τα τρηματοφόρα στο στρώμα Deepwater Horizon (περίπου 1 cm κάτω από την επιφάνεια) εξαντλήθηκαν όπως και τα αρχεία από το 2010-2012.

Ωστόσο, η σύνθεση άνθρακα των τρηματοφόρων στην επιφάνεια του θαλάσσιου πυθμένα το 2014 ήταν η ίδια όπως πριν από το γεγονός Deepwater Horizon. Αυτό σημαίνει ότι η επιφάνεια του θαλάσσιου πυθμένα επέστρεφε σε μια πιο κανονική κατάσταση από το 2014. Αυτό σημαίνει επίσης ότι τα βενθικά τρηματοφόρα έχουν διατηρήσει στοιχεία για το γεγονός χιονιού θαλάσσιου πετρελαίου στο αρχείο ιζημάτων στον πυθμένα της θάλασσας. Αυτό σημαίνει ότι τα βενθικά τρηματοφόρα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον προσδιορισμό της χωρικής έκτασης της εναπόθεσης θαλάσσιου πετρελαίου στο χιόνι στον πυθμένα της θάλασσας και δυνητικά έχει επιπτώσεις στη μακροπρόθεσμη διατήρηση και ταφή των γεγονότων χιονιού θαλάσσιου πετρελαίου. Στο πλαίσιο της παγκόσμιας επέκτασης των γεωτρήσεων βαθέων υδάτων και εξαιρετικά βαθέων υδάτων, τα βενθικά τρηματοφόρα θα αποτελέσουν ένα πολύτιμο εργαλείο για την αξιολόγηση των επιπτώσεων στον πυθμένα της θάλασσας σε περίπτωση μελλοντικής έκρηξης και θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά την κατασκευή περιβαλλοντικών μετρήσεων βάσης.

Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο, Ιχνηλατώντας την ενσωμάτωση άνθρακα στον βενθικό τρηματοφόρα ασβεστίτη μετά το συμβάν Deepwater Horizon, που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Environmental Pollution.

Αυτή η εργασία διεξήχθη από τους Patrick T. Schwing, Isabel C. Romero, David J. Hollander, Ethan A. Goddard και Rebekka A. Larson από το Πανεπιστήμιο της Νότιας Φλόριντα, Jeffrey P. Chanton από το Florida State University και Gregg R. Brooks από το Eckerd College.

Αναφορά:

• Schwing, P.T., Chanton, J.P., Hollander, D.J., Goddard, E.A., Romero, I.C., Brooks, G.R., Larson, R.A. (2018). Ανίχνευση της ενσωμάτωσης άνθρακα πετρελαίου στον βενθικό τρηματοφόρα ασβεστίτη μετά το συμβάν Deepwater Horizon. Environmental Pollution 237:424-429. DOI:10.1016/j.envpol.2018.02.066