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有羽狀物還是沒有羽狀物？這是在墨西哥灣石油洩漏事件早期，科學家、石油公司員工和政府官員面臨的問題，石油洩漏來自英國石油公司的馬孔多252號井。
“從歷史上看，大多數石油都積聚在表面，”美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）局長、海洋生物學家簡·盧布琴科在5月12日的新聞釋出會上指出。畢竟，石油中的許多碳氫化合物的密度都比水小，因此應該迅速上升到水面。“水下石油是這次洩漏的一個獨特特徵，”盧布琴科說，政府官員有時似乎淡化了這一特徵。
盧布琴科在7月22日的新聞釋出會上補充說，NOAA及其合作伙伴“一直在對水下石油進行廣泛的測試，以瞭解它是否存在，如果存在，濃度是多少，以及在哪裡”。 “我們發現，井口附近存在水下石油，隨著遠離井口，石油高度分散”，濃度在1000至1300米深的四到七百萬分之一之間。在8月18日，她補充說，“水下石油高度分散，它在水柱中是百萬分之一，並且似乎正在相對快速地生物降解。”
但現在科學家們提出了確鑿的證據，證明大量遠高於墨西哥灣水域正常濃度的碳氫化合物形成了一個至少35公里長的羽狀物，深度為1100米，它沿著海底的輪廓以每天6.5公里的速度向西南方向遠離馬孔多油井流動。“我們發現，存在一個水下碳氫化合物羽狀物，”伍茲霍爾海洋研究所（WHOI）的海洋物理學家理查德·卡米利說。“它是由深水地平線馬孔多油井造成的。”
這種羽狀物可能會對海洋生物造成問題，從石油本身的直接毒性到微觀植物，再到海洋動物的物理塗層以及低氧或無氧死區的形成。但目前尚不清楚任何生物或海鮮的影響。
而從石油洩漏中獲益的生物——以碳氫化合物為食的微生物——似乎根本沒有快速地生物降解羽狀物中的石油，至少在6月下旬進行調查時是這樣。“在我們研究的地方，我們沒有看到任何死區的證據，”或者說是海水中可用氧氣被忙於吞噬碳氫化合物的微生物消耗殆盡的區域，WHOI海洋化學家克里斯·雷迪說。一些計算機模型顯示，隨著微生物降解碳氫化合物，可能會形成這樣的死區。“你不能告訴微生物何時、何地該做什麼。它們就像一個被交給家務活的青少年。”
海洋任務
來自WHOI的研究人員——配備了美國國家科學基金會快速反應補助金和一輛配備質譜儀的名為“哨兵”的自主水下航行器——於6月19日至28日乘坐羅德島大學的研究船“奮進號”在墨西哥灣巡視。研究人員使用“哨兵”來嗅探水下石油，他們發現了一個碳氫化合物羽狀物，水下機器人在其“獵人-採集者”任務期間進出該羽狀物19次。“我們獵尋羽狀物並收集樣本，”卡米利說。
更確切地說，自由遊動的“哨兵”獵尋羽狀物，每當它檢測到異常高濃度的碳氫化合物時，它就會透過聲學方式向“奮進號”報告——總共大約採集了57,000個化學樣品。船上的科學家還收集了水樣——其中一些由於保質期短，內容物會降解，因此不得不由其他船隻取走並運送到岸上進行中期航行。“它們像泉水一樣清澈，”與英國石油公司、NOAA和環境保護署的代表一起採集樣品的雷迪說。“我不認為我聞到過石油的味道。它不是一條洶湧的巧克力糖漿河。”
但是存在大量的碳氫化合物，特別是苯、甲苯、乙苯和各種二甲苯，“哨兵”被設定為嗅探這些物質。連續的深水羽狀物的碳氫化合物濃度為每升50微克，表明某處每天至少增加了5500公斤，最有可能來自噴發的馬孔多油井。相比之下，這比墨西哥灣北部所有天然石油滲漏增加的總量多出兩倍以上。在50至500米之間的較淺深度，存在一個更分散的羽狀物。“哨兵”追蹤了該羽狀物從源頭延伸出的35公里，並且由於颶風亞歷克斯的逼近，不得不停止行動之前，沒有發現它的盡頭。“因此，羽狀物似乎很可能延伸到調查範圍之外很遠的地方，”研究人員在發表他們研究結果的論文中寫道，該論文於8月19日在《科學》雜誌線上發表。
以前的經驗表明，可能會形成這樣的羽狀物；1979年在墨西哥灣發生的Ixtoc井噴事故產生了一個至少延伸40公里的苯羽狀物，儘管那口井的深度只有50米。此前的研究，例如挪威海岸外礦物管理服務部門於2000年6月進行的“深層洩漏”專案，也表明當石油在800米的深度釋放時，可能會形成這樣的羽狀物。但該實驗僅釋放了兩個小時的石油，因此無法確定其產生的羽狀物是暫時性的影響還是更持久的影響。“不足以建立一個穩態羽狀物，”卡米利說。“要獲得一個可以追蹤到35公里的羽狀物，你必須持續釋放才能創造一個連續的羽狀物。”
“持續釋放”描述了馬孔多油井在4月20日至7月15日之間的狀況，當時石油最終被封堵在井中。“這個羽狀物在深處非常穩定，”卡米利指出。“它每次只變化10到20米[深度]。”
微生物似乎並沒有對這種穩定性產生太大的影響，以每天一微摩爾的速度消耗氧氣。該速率“比該深度下的任何其他位置[在該深度下]都要快得多，但也比地表微生物活動的速率慢得多，”WHOI地球化學家本傑明·範·穆伊說，這是因為深處的低溫。“羽狀物中碳氫化合物的降解速率比地表慢大約10倍。”
已知未知
目前尚不清楚羽狀物是由於水、碳氫化合物、溫度和深度之間的物理相互作用形成的，還是水下應用化學分散劑將湧出的石油分解成小球起了作用。“我們不知道這個過程，”卡米利說。
目前尚不清楚WHOI科學家檢測到的羽狀物是否是唯一的羽狀物，還是也形成了其他羽狀物。來自南佛羅里達大學的科學家發現，在8月份，可能來自深水地平線的石油井噴事故的油滴覆蓋了馬孔多油井東北部的德索托峽谷的沉積物。“可能在其他地方的其他時間也存在其他羽狀物，”卡米利說。“我們只是不知道。”
同樣未知的是：構成該羽狀物的所有不同的碳氫化合物成分或分散的石油，儘管這裡測量的特定碳氫化合物通常佔來自馬孔多252號井的路易斯安那州輕質原油的1%，據雷迪說。也不知道其潛在的生物影響。“隨著時間的推移，當我們擁有完整的資料集時，我們將能夠與毒理學家和生態學家坐下來，看看暴露的程度、數量和持續時間是否會造成任何損害，”雷迪說。
但現在已知的是，至少在像深水地平線井噴事故這樣的案例中，會形成羽狀物。“我們發現的結果與傳統觀點背道而馳，”雷迪補充說。“可以形成羽狀物。它們可以是連續的、連貫的，並且可以以已知的速度移動。”
這與研究這次石油洩漏災難的其他研究巡航的發現基本一致，例如蒙特雷灣水族館研究所6月初的巡航以及德克薩斯農工大學地球科學家約翰·凱斯勒及其同事在6月中旬進行的巡航。“從科學的角度來看，沒有爭議。這正是我們所期望的，”凱斯勒說。“爭議在於法庭系統，因為人們試圖量化英國石油公司的罪責。”
事實上，這裡收集的資料將被用來評估深水地平線災難中涉及的實際自然資源損害。與此同時，仍然存在大量的碳氫化合物，特別是甲烷，根據凱斯勒的說法，甲烷構成了碳氫化合物釋放的最重要部分。“溶解的石油正在迅速減少，”他說。“甲烷不是，而且根據我們的計算，它會在那裡存在很長很長的時間。”
目前已經清楚的是，碳氫化合物羽狀物持續了整個6月，並且可能持續更長時間。“這個羽狀物在這個深度區間持續了幾個月，”研究人員寫道。卡米利補充說，“至於它去了哪裡以及它會變成什麼？我不知道。”