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墨西哥湾漏油事件：灾难下潜

2010年4月20日发生在墨西哥湾深海的地平线石油钻井平台原油泄漏事件，在影响范围和深度上前所未有。一年过去了，这里已经风平浪静。但确定它对海洋哪一个层面造成了最大破坏却成了最棘手的问题。

撰文 马克·斯科普（Mark Schrope）

翻译 刘荣

2010年底，一个由海洋学家组成的考察队下潜到了墨西哥湾海床，却遇到一个罪案现场般的景象。安装在遥控探测器上的摄像头传回的画面是无数覆盖着褐色的粘性物质的深海珊瑚虫的尸体。研究人员看到一个又一个悲惨的场景。“整片海域都异常沉寂，所有生命活动都停止了”，考察队成员之一，美国马萨诸塞州伍兹霍尔海洋研究所（Woods Hole Oceanographic Institution in Massachusetts）的海洋学家蒂姆·沙克(Tim Shank)说道。

     这些珊瑚所在之处离深水地平线钻井平台的井口只有11千米，那里在一年前喷出了超过4百万桶的原油以及大约同等数量的甲烷——这是有史以来最大的海洋漏油事故。它在其他方面也是史无前例的。其影响范围越过了大陆架，深度达海平面下1400米，对于更深层海水的影响超过了历史上所有的大型泄漏事故。

这些情况使得科学家更加难以测定泄漏原油的变化以其对野生动植物的影响。美国圣彼得堡南佛罗里达大学的渔业生态学家斯蒂夫·穆拉维斯基（Steve Murawski）在原油泄漏期间担任美国国家海洋暨大气总署渔业局（NOAA Fisheries）首席科学家，他表示，评估此次泄漏对深海生态系统的冲击“或许是最有挑战性的事了。因为它影响的不仅是当下环境，而且还具有潜在影响”。

不过，追踪原油的去向及其造成的破坏是当前的主要任务。这有助于确定油井开发商英国石油公司（BP）和其他对事故有责任的公司应该为恢复与重建支付多少钱。而对于美国以及其他致力于深海石油钻探的国家，从去年的泄漏事故中汲取经验教训，则有助于提升在未来其他事件中的应对能力。

起初，科学家与公众最关心的是这起灾难对海岸和近岸海域的破坏。尽管那些地区的确受到了一定程度的损害，但损失并没有许多人担心的那样严重。相反地，随着泄漏事故一周年的到来，在远离海岸线的海域和深海中，一些严重的损害迹象开始出现。非常不幸地，出事的井口恰巧位于海湾深处生物物种最丰富的地方。

    位于美国科珀斯克里斯蒂市的德州农工大学哈特研究所的资深原油泄漏问题专家托马斯·雪黎（Thomas Shirley）认为，此次事故的后续效应正在扩大，他说：“我开始觉得深海区才是将受最大影响的地方。”

边缘之外

深海地平线石油钻井平台坐落在大陆架边缘之外，那里海床陡然下降延伸至墨西哥湾更深的地方。2010年4月20日，灾难性的井喷引起钻井平台爆炸，导致11人死亡并使得平台沉入海底。政府与独立机构估算，坏掉的油井向墨西哥湾深处喷出了410万桶原油和多达363 000吨的天然气。

据一份有争议的政府报告，收集并焚烧原油的行动只能解决大概1/4从井口泄漏的液体。剩余未经处理的则流入海洋，分散成小油滴、挥发进入空气中或者在海面形成可见的油污带和焦油球（tar ball）（见《原油发生了什么变化？》）。

有些原油明显经历了一次异常的变化。灾难发生仅数周后，乘船来到泄漏海域的科学家们看到了许多不同寻常的粘性物质，他们管那个叫“海鼻涕”。这种物质看起来像是原油与浮游植物及其他有机物的混合物，类似一锅浓稠的蛋花汤。

美国钻石山附近南密西西比大学的地球化学家弗农·阿斯帕（Vernon Asper）从来没有见过那样的物质。“那东西是怎么来的，”去年的五月中旬，他看着距离泄漏口只有几千米的海面提出了这样的疑问：“它会去哪？”阿斯帕和其他科学家发现这种物质实际已经蔓延到很多地方。

美国巴吞鲁日路易斯安纳州立大学的海洋化学家暨原油泄漏问题专家艾德·奥弗顿（Ed Overton）表示：“这是非常奇怪的物质”。虽然有很多研究人员报告说看到此类物质，却很少有人有设备收集它。尽管奥弗顿的团队还只能研究从别的研究者那里获得的样本，但研究小组还是找到了一些不同凡响的发现，可以解释这种奇怪物质。

在浅海区发生的油井泄漏，原油很快会浮到海面，以可预测的化学模式风化、溶解以及挥发。但是，奥弗顿认为，即使体积最大的油滴，从深海地平线平台的井口上升到海面也需要至少4个小时，而且那些小一点的油滴在上升过程中会丧失某些更轻的、能够防止原油的不同成分分解的烃类。

奥弗顿说：“我认为，那种过程改变了原油的物理性质，使得它从一个个完美的小圆球变成了这些浮在水面上奇形怪状的丝状油团。遗憾的是我们没有获得足够的原油样本来强化这一理论。”

尽管如此，原油的转变过程仍然是研究人员要搞清楚的关键问题之一。这一过程会影响原油的毒性及其性状维持的时间。

如果奥弗顿的理论是正确的，那么研究人员找到的漂浮物就暗示深海地平线平台的泄露事故是不同往常的。在灾难发生后不久，阿斯帕和同事就开始看到有迹象表明，有些原油根本没有浮上海面，而是向水下1000千米的范围扩散。有关这类发现的报告最初受到过质疑，部分是因为BP和美国政府的官员们都预计，所有泄漏的原油都会浮上海面。但阿斯帕的研究团队和其他科学家最终确认，有未知比例的原油以深水羽状物（deep-water plumes）的形态从井口处扩散，其后果仍不清楚。

随后，究竟有多少原油以怎样的形态滞留在海底的争论也爆发了。佐治亚大学（位于美国佐治亚州雅典）的地球化学家萨曼莎·乔伊（Samantha Joye）是发现海底褐色块状物质（lumpy  material）层的研究团队成员之一，她说，在离井口130千米外的地方都能看到这些像脏花椰菜的物质。

乔伊的研究合作者，北卡罗来纳大学教堂山分校的微生物学家安德里亚斯·特斯科（Andreas Teske）认为，块状物质层来自曾经浮在海面的原油，或许就是最初以丝状“海鼻涕”的形态出现的那些。由于微生物的侵蚀而丧失了浮力并下沉至海底。同样来自北卡罗来纳大学的生物地球化学家凯·齐福格尔（Kai Ziervogel），通过在实验室培养混有漂浮原油的海水样本来测试了上述假设。他看到原油中滋生了大量细菌，有些原油下沉，而且看起来很像海底沉积物中的块状物质层。

特斯科的研究团队分析了来自块状物质层的样本，发现其含有的原油成分中的大质量化合物的比例出奇的高，这类化合物很难被微生物吃掉，也印证了细菌消耗掉了原油中更轻的化合物这一假设。研究团队还以钍-234的放射性衰变期为计时器，测定了块状物质层产生的时间，发现其正好形成于泄漏发生期间及之后的短时间内。

乔伊把那个“花椰菜层”称作坟场，因为她和她的同事们在其中还发现了无数已经死亡的蠕虫以及其他常见的沉积层生物、水母和其他上层动物的遗骸， 而且在靠近井口位置的花椰菜层几乎没有微生物活动的迹象，说明这种物质不会很快分解。

研究团队还没有公开发表他们的发现，只是开始在一些科学会议上提出来。但已经有研究者在质疑是否有这样一个分布广泛的含油块状物质层存在。BP墨西哥湾沿岸复原科学主管雅顿·阿内尔（Arden Ahnell）表示，与公司合作的研究者证实，乔伊和她同事采集沉积物样本的一些区域原油浓度并不高，也没有发现存在一个由奇异物质形成的沉积层的证据。

作为第一个报告存在深海油质羽状物的研究团队的一员，乔伊渐渐习惯人们对她的研究工作的质疑了。在她的实验室，她指出了采集自泄漏点附近海底更深处的正常灰色沉积物与据她说形成于泄漏发生之后的褐色块状沉积物的不同点。“它们不是正常形态的沉积物，它们是你能想到的最丑陋、难看的腐烂的东西”。

    她的论据得到了佛罗里达州盖恩斯维尔的美国地质调查局（USGS）的底栖生态学家阿曼达·泽莫普洛斯（Amanda Demopoulos）的一些支持。泽莫普洛斯在乔伊及其同事后来调查过的一处地点也找到了怪异的褐色块状沉淀物。泽莫普洛斯表示，在她收集的样本里“有些蜗牛依旧存活，但是其他动物没有一只活着，这很奇怪”。

对薄公堂

作为一项“自然资源损害评估（NRDA）”程序的一部分，有些数据或许会出现在法庭上。美国政府将利用NRDA的研究结果来证明泄漏事件的具体影响，并由此确定哪些损害应该由相关责任公司来赔偿。赔偿将包括政府进行此次评估所支付的费用。

由于研究工作所具有的法律性质，很多参与其中的平日只关心学术的研究者感到很不习惯。有些人已经签署了保密文件，避免他们在未经许可的情况下公开谈论研究成果。同时他们还必须遵照严格的操作规程来处理样本。

美国宾夕法尼亚州费城的天普大学的深海生态学家埃里克·科德斯（Erik Cordes）是珊瑚研究方面的领军人物之一，他在NRDA程序的前期遇到了挫折。科尔德斯曾想进行一个公认的关于海底动物压力的分析研究，但被NRDA的法律顾问们告知研究结果可能不会被法庭采信，因为这项技术还没有得到法庭的证实。科尔德斯表示，这里有一套高于同业审查和科学共识的标准，他对这个观念很难被接受。

NRDA是研究此次原油泄漏事件影响的主要资金来源。科学家本该从BP那里最终获得大约4亿美元的研究经费，然而时至今日，由于官僚作风和政治问题，那笔资金只发放出很小的部分。

BP给出的经费中有相当数量将用在研究泄漏事件如何破坏墨西哥湾的生态系统上。雪黎认为，虽然泄漏地点离岸66千米，对河口和近岸水域的破坏有限，但是它处在生物多样性相对丰富的地区。他和同事们建立了一个有15 419种生活在墨西哥湾的生物的数据库。根据数据库的资料，其中1728种生物生活在深海地平线平台周围深度在1000米到3000米的区域内，正好是油井所在的位置。他说：“具有讽刺意味的是，这正好是物种最丰富的水深范围——至少从生物多样性的角度看，BP不会有比这更糟糕的泄漏点了。”

研究人员发现，有迹象表明事故造成的损害已经扩散到了整个水体，从海底到海面（见《大油渍》）。就在乔伊等人在沉积物上取得发现的时候，其他研究人员在关注从离井口150千米的较深海域里打捞上来的水母及其他生物。调查队的首席科学家，亚特兰大佐治亚理工学院的生物海洋学家约瑟夫·蒙托亚（Joseph Montoya）表示，“胶体动物（gelatinous animals）通常是略带粉色或者半透明的，然而现在它们很多颜色都深得多，甚至成了黑色。”

灾难之后不久，阿斯帕和同事们在泄漏区内回收打捞设备时经常发现上面附着着火体虫（pyrosomes）之类无脊椎动物的尸体。雪黎认为，火体虫或许在近表层食物链中扮演着重要的角色，因为它们的食物是小型浮游生物。

除了这些显而易见的伤害，研究人员一直很难找到与泄漏直接相关的大规模死亡事件。今年，151具宽吻海豚（bottlenose dolphin）的尸体被冲刷到墨西哥湾北部海岸，但大规模的海豚搁浅以前这里也曾发生过。有明显证据是死于原油污染的动物数量少得多。据美国国家大气和海洋局的数据，只有6只海豚和18只海龟被发现明显是死于原油污染。

研究者警告说，原油泄漏对鲸、海豚和海龟造成的损害可能比观测到的大得多。位于美国墨尔本海滩的佛罗里达州鱼类与野生动物保护委员会（Florida Fish and Wildlife Conservation Commission）的海洋龟类专家布莱尔·威瑟灵顿（Blair Witherington）则特别担心一种稀有的海龟——肯氏龟(Lepidochelys kempii)。他认为，未成年的海龟是最脆弱的，通常只能在这片环境优良的海滩上被找到。而他的研究团队已经在此发现上百处明显的油污痕迹了。

    对于海豚和其他鲸类动物，已知死亡数量与确凿的死亡数量之间可能有巨大的差距。2011年3月，一组鲸类学家通过以前对鲸类死亡率的研究结果判断，“真实的死亡数量是被找到的骨骸的50倍。”

最柔嫩的受害者

研究人员尤其担心最年幼的生物个体，因为泄漏正好发生在许多动物的产卵期。幼体特别容易受到原油中有毒化学物的影响。而倾倒进海中的3百万升用于分解原油的分散剂或许使问题更复杂了。分散剂本身就是有毒的，而它将原油油滴变得更加细小，可能影响最微小的生物。

美国北卡罗来纳州格林威尔东卡罗莱纳大学的发育生物学家埃德·斯特尔瓦格（Ed stellwag）正致力于研究泄漏的原油与分散剂的混合物对斑马鱼胚胎的影响，斑马鱼是水生动物中的“实验小白鼠”。他发现即使是许多动物都会遇到的泄漏期间最常见的浓度，这些混合物还是在所有测试胚胎中都导致了致命的心脏或其他器官功能衰竭。斯特尔瓦格表示，评估发生在离岸水域的胚胎受损情况是很难甚至是不可能的，因为大一点的动物吃掉了海水表层生物幼体中的绝大部分。他担心，那些受损的幼体大多落进了捕食者的嘴里而不是科学家的调查捕捞网中。

生物幼体调查已经作为NRDA程序的一部分展开了。但考虑到调查的难度以及信息公开方面的限制，可能需要数年之后科学家们才能提供一份关于“原油泄漏对墨西哥湾鱼类幼体及其他上千种生物的伤害”的评估报告。

    在去年危机高峰期时，有上千人云集在泄漏区，去阻止原油涌出并努力控制其造成的危害。一年后，深海地平线平台所在的地方却出奇地平静。今年二月，最后的钻探船也已经撤离，离开了这片海域。在水面上已没有此次危机的痕迹，然而在水下却不是这样。世界上最先进的钻探平台如今只剩残骸潜藏在海底，而它造成的生态破坏可能也会从此隐藏在海底，因为要评价这些破坏已被证明极具挑战性。

P152

这株生长在墨西哥湾的珊瑚几乎全被奇怪的深色物质所覆盖。一只奄奄一息的燧足海星(brittle star)依附其上，这片海域内的海星已经所剩无几。

P153

what happened to the oil?

原油发生了什么变化？

在去年深海地平线危机期间，美国政府估计原油泄漏量为490万桶，并以此规划应对措施。到2010年11月，美国政府发布了修订的数据以及不同处理类别的数据范围（括号内）。 单位：千桶。

Dispersed naturally in small droplets

自然分解为微小油滴 630

Chemically dispersed

化学分解 770 （500-1400）

Oil that formed surface slick and tar balls, sank to bottom, or washed onto shores.

汇聚成油污带和原油油块，沉入海底或被冲刷到海岸。1100（520-1500）

Evaporated or dissolved

挥发或者溶解 1200（930-1300）

Removed by emergency operations

应急行动清理的1240（1210-1270）

Recovered from the well

井口回收（820）

Burned

焚烧（260）

Skimmed

海面清理（130-190）

P154

the big stain

大油渍

浮油一直不停地在移动，估计其累计流经面积在12万平方千米到17万6千平方千米（灰色区域）之间（占墨西哥湾海域面积的8-12%）。

Baby dolphins were washed up on shore (pink dots)in late march. An abnormal number of premature and young dolphins has been reported on beaches this year.

今年三月底，有一些小海豚在此（粉红点）被冲上海岸。并且今年在海滩上发现早产及幼年海豚尸体的报告个案数量异常多。

Patches of dead coral were covered in a brown substance.

大片死亡的珊瑚上覆盖着褐色物质。

Dead animals were found in a lumpy sediment layer.

在块状沉积层上发现了死亡的动物。

Mark Schrope is as a freelancer writer in Melbourne, Florida.

马克·斯科普是一位自由撰稿人，现居美国佛罗里达州墨尔本。