深海および超深海の石油掘削は、技術が向上するにつれて世界的に拡大しており、1500 m を超える水深での掘削がますます収益性を高めています。平均して、石油貯留層も水深とともに体積が増加します。この状況では、深海での噴出に備えることが非常に重要です。 2010 年のメキシコ湾でのディープウォーター ホライズン油流出以来、深海掘削の分野で幅広い環境ベースラインを確立する必要があることがますます明らかになりました。
ディープウォーター ホライズンの油流出の余波で、マリン オイル スノーの沈降と凝集体の蓄積 (MOSSFA) と呼ばれる新しい現象が発生しました。プランクトンとして形成されたマリン オイル スノーとバクテリアは、油や分散剤に遭遇したときに、ストレス応答としてエキソポリマー物質と呼ばれる粘着性物質を放出しました。この粘り気のある物質は、ミシシッピ川からのプランクトン、バクテリア、油滴、および堆積物の小さな粒子を結合して長い帯状にし、すぐに海底に沈みました。
海底では、マリン オイル スノーがバクテリア コミュニティに食料源を提供し、コミュニティがマリン オイル スノーを分解し始めました。この分解、つまり呼吸によって、海底の酸素が減少しました。マリン オイル スノーを食べる (呼吸する) ことで、細菌群集は海底のすぐ上の水の化学的性質も変化させました。
酸素の利用可能性の変化と水の化学的性質の変化を考慮すると、海底に生息する生物への影響を評価することも重要です。そのために、私たちのチームは底生有孔虫を調べました。
底生有孔虫は単細胞生物で、浜辺で見られる貝殻のように、炭酸カルシウムでできた硬い殻を分泌します。ただし、ほとんどの有孔虫は鉛筆の先の大きさです。私たちのチームは、有孔虫の殻の炭素同位体比を測定して、海洋油雪イベントが有孔虫の殻の炭素組成に何らかの変化を引き起こしたかどうかを判断しました。 2 つの安定した炭素同位体 (炭素 12 と炭素 13) があり、チームは有孔虫の殻で炭素 13 と炭素 12 の比率を測定しました。ほとんどのオイルは炭素-12で構成されています。また、当然のことながら、細菌群集が海底の食物源を呼吸するにつれて、より多くの炭素 12 が生成されます。細菌の呼吸が増えると、周囲の海水の炭素 13 と炭素 12 の比率が減少するか枯渇します。有孔虫は周囲の海水中の炭素を利用して殻を作ります。そのため、彼らが住んでいる水が炭素 13 で枯渇すると、殻も炭素 13 で枯渇します。
2010 年から 2012 年にかけて、海底の表面にある底生有孔虫の安定した炭素の痕跡は、研究チームがサンプリングした地域で過去に記録された自然変動を超えて枯渇していました。有孔虫の殻は、2 年間にわたる海洋油雪イベントを記録しました。興味深いことに、2014 年に収集された記録は、ディープウォーター ホライズン層が自然の堆積プロセスによって海底の表面の下に埋もれたことを示しています。 2010 年から 2012 年の記録と同様に、深層水平層 (地表から約 1 cm の深さ) の有孔虫が激減しました。
しかし、2014 年の海底表面の有孔虫の炭素組成は、ディープウォーター ホライズン イベントの前と同じでした。これは、海底の表面が 2014 年の時点でより正常な状態に戻ったことを意味します。これは、底生有孔虫が海底堆積物記録に海洋油雪イベントの証拠を保存していることも意味します。これは、底生有孔虫が海底への海洋油雪堆積の空間的範囲を決定するために使用できることを意味し、海洋油雪イベントの長期保存と埋葬に潜在的に影響を与えます。深海および超深海掘削の世界的な拡大という文脈では、底生有孔虫は、将来の噴出が発生した場合の海底への影響を評価するための貴重なツールを提供し、環境ベースライン測定値を構築する際に考慮に入れる必要があります.
これらの調査結果は、Environmental Pollution 誌に最近掲載された、Deepwater Horizon イベント後の底生有孔虫カルサイトへの炭素の取り込みの追跡というタイトルの記事で説明されています。
この作業は、南フロリダ大学の Patrick T. Schwing、Isabel C. Romero、David J. Hollander、Ethan A. Goddard、および Rebekka A. Larson、フロリダ州立大学の Jeffrey P. Chanton、および Gregg R.エッカード大学のブルックス。
参照:
- Schwing, P.T., Chanton, J.P., Hollander, D.J., Goddard, E.A., Romero, I.C., Brooks, G.R., Larson, R.A. （2018）。深海地平線イベント後の底生有孔虫方解石への石油炭素の取り込みの追跡。環境汚染 237:424-429。 DOI:10.1016/j.envpol.2018.02.066
