De olieramp met Deepwater Horizon in de Golf van Mexico in 2010 is een van de meest bestudeerde olielekkages in de geschiedenis. toch zijn wetenschappers het niet eens over de rol van microben bij het opeten van de olie. Nu heeft een onderzoeksteam van het Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) van het Department of Energy alle belangrijke olie-afbrekende bacteriën geïdentificeerd, evenals hun mechanismen voor het opeten van de vele verschillende componenten waaruit de vrijgekomen ruwe olie bestaat.

Het team, onder leiding van Berkeley Lab microbiële ecoloog Gary Andersen, is de eerste die de omstandigheden simuleert die zich voordeden in de nasleep van de lekkage. hun studie, "Simulatie van Deepwater Horizon-oliepluim onthult substraatspecialisatie binnen een complexe gemeenschap van koolwaterstofafbrekers, " is zojuist gepubliceerd in de Proceedings van de National Academy of Sciences .

"Dit geeft het meest complete verslag tot nu toe van wat er gebeurde in de koolwaterstofpluimen in de diepe oceaan tijdens het evenement, " zei Andersen. Berkeley Lab's Ping Hu, de hoofdauteur van de studie, toegevoegd:"We simuleerden de omstandigheden van de olieramp in de Golf van Mexico in het laboratorium en waren in staat om de mechanismen voor oliedegradatie te begrijpen van alle belangrijke olie-afbrekende bacteriën die werden waargenomen bij de oorspronkelijke olieramp."

Deze olieramp was de grootste in de geschiedenis, met het vrijkomen van 4,1 miljoen vaten ruwe olie en grote hoeveelheden aardgas van anderhalve kilometer onder het oppervlak van de oceaan. Na de eerste explosie en het onbeheerste vrijkomen van olie, onderzoekers observeerden een fenomeen dat nog niet eerder was waargenomen:meer dan 40 procent van de olie, gecombineerd met een geïntroduceerd chemisch dispergeermiddel, werd vastgehouden in een pluim van bijna 100 mijl lang op deze grote diepte.

Maar vanwege de moeilijkheid om monsters te verzamelen van zo ver onder het oceaanoppervlak, en vanwege het grote gebied dat werd getroffen door de lekkage, een aantal hiaten in het begrip van het lot van de olie in de tijd bleef.

Ontdekking van een nieuwe bacterie

Andersen en zijn team keerden vier jaar later terug naar de locatie van de lekkage om water op diepte te verzamelen. Met de hulp van co-auteurs Piero Gardinali van Florida International University en Ron Atlas van de University of Louisville, een schorsing van kleine, onoplosbare oliedruppels werden gelijkmatig verdeeld in flessen, samen met de meer oplosbare oliefracties en chemische dispergeermiddelen om de omstandigheden van de oliepluim na te bootsen. Gedurende de volgende 64 dagen werd de samenstelling van de microben en de ruwe olie intensief bestudeerd.

De onderzoekers waren getuige van een aanvankelijke snelle groei van een microbe waarvan eerder was waargenomen dat deze de dominante bacterie was in de vroege stadia van de olieafgifte, maar die latere pogingen van anderen om de omstandigheden van de oliepluim in de Golf van Mexico te recreëren was ontgaan.

Door middel van DNA-sequencing van het genoom waren ze in staat om het mechanisme voor het afbreken van olie te identificeren. Ze gaven deze nieuw ontdekte bacterie de voorlopige naam Bermanella macondoprimitus op basis van zijn verwantschap met andere diepzeemicroben en de locatie waar het werd ontdekt.

"Onze studie toonde het belang aan van het gebruik van dispergeermiddelen bij het produceren van neutraal drijvende, kleine oliedruppeltjes, waardoor veel van de olie het oceaanoppervlak niet bereikte, " zei Andersen. "Natuurlijk voorkomende microben op deze diepte zijn zeer gespecialiseerd in het kweken door specifieke componenten van de olie voor hun voedselbron te gebruiken. Dus de oliedruppels zorgden voor een groot oppervlak voor de microben om de olie op te kauwen."

Werken met Berkeley Lab-wetenschapper Jill Banfield, een co-auteur van een studie en ook een professor in de afdeling Aard- en Planetaire Wetenschappen van UC Berkeley, het team gebruikte nieuw ontwikkelde op DNA gebaseerde methoden om alle genomen te identificeren van de microben die de geïntroduceerde olie voor groei gebruikten, samen met hun specifieke genen die verantwoordelijk waren voor olieafbraak. Veel van de geïdentificeerde bacteriën leken op olie-afbrekende bacteriën die op het oceaanoppervlak werden aangetroffen, maar hadden een aanzienlijk gestroomlijnde reeks genen voor olieafbraak.

De gaten opvullen

Vroeg werk aan microbiële activiteit na de olieramp werd geleid door Terry Hazen van Berkeley Lab (nu voornamelijk geassocieerd met de Universiteit van Tennessee), die de eerste gegevens ooit opleverde over microbiële activiteit van een diepwater verspreide oliepluim.

Terwijl Hazen's werk een verscheidenheid aan koolwaterstofafbrekers aan het licht bracht, deze laatste studie identificeerde de mechanismen die de bacteriën gebruikten om olie af te breken en de relatie tussen deze organismen die betrokken zijn bij de lekkage en eerder gekarakteriseerde koolwaterstof-afbrekende organismen.

"We hebben nu de mogelijkheid om de specifieke organismen te identificeren die de olie op natuurlijke wijze zouden afbreken als er in andere regio's gemorst zou worden en om de snelheid van de oliedegradatie te berekenen om erachter te komen hoe lang het zou duren om de gemorste olie op diepte te consumeren, ' zei Andersen.

Gevolgen voor toekomstige lekkages

Andersen merkte op dat het niet duidelijk is of de degradatie van olie op deze diepten zou hebben plaatsgevonden in andere offshore olieproducerende regio's. "De Golf van Mexico herbergt een van de grootste concentraties onderwaterkoolwaterstofsijpelingen, en er is gespeculeerd dat dit hielp bij de selectie van olie-afbrekende microben die werden waargenomen in de onderwaterpluimen, " hij zei.

Hoewel de put geboord door de Deepwater Horizon-installatie een van de diepste van zijn tijd was, nieuwe olie-exploratie voor de kust van Brazilië, Uruguay, en India heeft nu 2 mijl onder het oceaanoppervlak overschreden. Door water uit deze gebieden op te vangen en aan dezelfde test te onderwerpen, wellicht is het in de toekomst mogelijk om de gevolgen van een ongecontroleerd vrijkomen van olie in deze gebieden beter te begrijpen.

"Onze grootste hoop zou zijn dat er in de toekomst geen olielozingen meer zouden zijn, "Zei Andersen. "Maar als we de omstandigheden in het laboratorium kunnen manipuleren, kunnen we mogelijk nieuwe inzichten ontwikkelen om hun impact te verminderen."