Die Ölpest von Deepwater Horizon 2010 gilt als die größte unbeabsichtigte Meeresverschmutzung in der Geschichte der USA und als Katastrophe für menschliche und nichtmenschliche Gemeinschaften entlang der Küste des Golfs von Mexiko. Die Freisetzung bot jedoch die Gelegenheit, die Auswirkungen von Ölverschmutzungen auf die Umwelt und die öffentliche Gesundheit genau zu untersuchen und neue Technologien zur Bekämpfung künftiger Freisetzungen zu entwickeln.
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BP stellte 500 Millionen US-Dollar für die Finanzierung von Forschungen im Zusammenhang mit Verschüttungen bereit, und seit fünf Jahren unterstützt die unabhängige Gulf of Mexico Research Initiative (GoMRI) mit diesen Mitteln die Forschung von mehr als 1.200 Wissenschaftlern.
Auf dem Weg dorthin haben diese Forscher grundlegende ozeanwissenschaftliche Entdeckungen gemacht, die sonst vielleicht nie bekannt gewesen wären. Hier sind fünf der interessantesten Meeresergebnisse, die aus der Ölpestforschung am Golf hervorgegangen sind:
Nie zuvor gesehene Meeresströmungen
Die Forscher haben 2012 Kunststoffdrifter in den Golf von Mexiko gebracht. (CARTHE) Laut Tamay Özgökmen, einem Physikalischen Ozeanographen an der Universität von Miami, ist unser Verständnis der Meeresströmungen durch unsere Werkzeuge begrenzt. Unsere Augen können kleine Strömungen von der Seite eines Bootes ausmachen, und Satelliten können große Strömungen identifizieren, die mehrere hundert Kilometer breit sind. Aber wir haben keine guten Werkzeuge, um Strömungen zu sehen, die irgendwo in der Mitte liegen - etwa 300 Fuß bis 6 Meilen breit - und sie bleiben größtenteils unsichtbar.
Unter der Leitung von Özgökmen fand das CARTHE-Team aus Ozeanographen und Ingenieuren während der Golfkatastrophe ein neues Werkzeug: den Ölteppich selbst. Bis Ende April 2010 legte der Slick schätzungsweise fast 4.000 Quadratkilometer zurück. Sie beobachteten aufmerksam, wie sich der Slick über die Meeresoberfläche ausbreitete, und stellten fest, dass er sich aufgrund bekannter Strömungen nicht so bewegte, wie sie es vermuteten. "Wir haben uns viele Bilder der Ölverschmutzung angesehen, und es wurde uns klar, dass Flüsse im kleinen Maßstab einen großen Einfluss darauf hatten, wie sich dieses Ding ausbreitete", sagt Özgökmen.
Die Forscher von CARTHE entwickelten eine Reihe kleiner, GPS-fähiger Ozean-Drifter, die in den Golf geworfen und ortsbezogen verfolgt werden konnten. Ihre Daten bestätigten die Existenz dieser kleinen Ströme, die als submesoskalige Ströme bezeichnet werden. "Dies war eine Entdeckung, als diese Ströme zum ersten Mal gemessen wurden", sagt Özgökmen. "Die Leute haben sie immer vermutet, aber sie konnten sie nie messen, weil sie eine große Anzahl von Driftern benötigten." Das CARTHE-Team entwickelt weiterhin billige, kompakte, leicht zu bauende und biologisch abbaubare Drifter, mit denen Forscher andere kleine lokale Strömungen auf der ganzen Welt identifizieren können.
Eine Zusammenstellung von Golflebewesen
Eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme des Schlammdrachen Echinoderes skipperae . (Martin Sørensen) Nach dem Unglück war eine der ersten Fragen, wie sich dies auf die Tierpopulationen am Golf und entlang der Küste auswirken würde. Die Menschen machten sich sofort Sorgen um große charismatische Tiere wie Delfine, Pelikane und Roten Thun, wie wir leicht sehen und mit ihrem Leiden einfühlen können. Viele der häufig vorkommenden, aber weniger traditionell anziehenden Tiere, wie Insekten und Zooplankton, sind für diese Ökosysteme jedoch genauso wichtig, wenn nicht sogar noch wichtiger.
Die Verschüttung gab Forschern die Gelegenheit, diese winzigen Tiere in der Golfregion zu zählen und zu identifizieren, einige zum ersten Mal. Linda Hooper-Bui, Entomologin an der Louisiana State University, untersucht Insekten und Spinnen, die in Küstenlebensräumen häufig eine unbemerkte, aber wichtige Rolle spielen, z Dient als Futter für Singvögel und andere Tiere. Im Anschluss an die Verschüttung untersuchte Hooper-Bui die Auswirkungen von Stressfaktoren auf Insekten und Spinnen in den Sümpfen und Küstendünen am Golf von Mexiko. Einer dieser Stressfaktoren ist Öl - aber sie hat sich auch mit Überschwemmungen und Sturmfluten befasst, die mit dem Anstieg des Meeresspiegels entlang der Golfküste immer häufiger auftreten werden. "Wir haben jetzt ausgezeichnete Daten über die Vielfalt der Insekten und Spinnen, die Taxa, die gegen Stress resistent sind, die, die extremem Stress standhalten und die, deren Genesung länger dauert", sagt sie.
Währenddessen gräbt der Biologe der Troy University, Stephen Landers, im Sand nach Meiofauna, mikroskopisch kleinen Tieren, die zwischen Sandkörnern leben. Vor der Verschüttung sammelten er und seine Kollegen Sedimente vor der Golfküste und zählten mehr als 33.300 Tiere, darunter Nematoden, Copepoden und kleine Meereswürmer namens Polychaeten. Während er die Probenahme nach dem Verschütten fortsetzt und den Gesichtern der Meiofaunals Namen gibt, "hat er ungefähr 15 Arten gefunden, die für die Wissenschaft neu zu sein scheinen", sagt er. So haben er und Martin Sørensen von der Universität Kopenhagen zwei neue Schlammdrachenarten beschrieben. "Nur wenn wir verstehen, was jetzt da draußen ist, können wir die Auswirkungen von Veränderungen in der Zukunft untersuchen", sagt Landers.
Energie und Leben umgeben die Tiefsee
Methaneiswürmer sammeln sich auf einem Klumpen Methanhydrat im Golf. (NOAA Okeanos Explorer Programm, Expedition Golf von Mexiko 2012) Jedes Jahr sickert natürliches Öl bis zu 1, 4 Millionen Barrel Öl in den Golf von Mexiko. Blase für Blase entweichen Öl und Gas aus den Stauseen unter dem Meeresboden - den gleichen Stauseen, auf die Öl- und Gasunternehmen zugreifen, wenn sie in der Tiefsee bohren.
Diese Sickerstellen sind von einzigartigen Tiergemeinschaften umgeben, die sich von Mikroben ernähren, die das kohlenwasserstoffreiche Öl und Gas verdauen können. "Das Vorhandensein und die Bewegung von Öl und Gas ist für das Gedeihen dieser Organismen von entscheidender Bedeutung", schrieb Caroline Johansen, eine Doktorandin an der Florida State University, in einem Blogbeitrag im Smithsonian Ocean Portal. Im Rahmen eines Tiefsee-GoMRI-Projekts filmt sie die Seepsis, um genau zu messen, wie viel Öl und Gas austritt, und um Faktoren zu identifizieren, die die Blasenfreisetzung steuern.
Diese Sickerstellen bilden auch Methanhydrate, eine kristalline Form von Methan, die sowohl als potenzielle neue Erdgasquelle als auch als potenziell gefährlicher Faktor für den künftigen Klimawandel gilt. Methanhydrate stellen an Tiefsee-Bohrstellen eine große Gefahr dar und haben BP Anfang Mai 2010 sogar daran gehindert, die Verschüttung von Deepwater Horizon zu stoppen, als sie in der Containment-Kuppel gewachsen sind.
Es gibt noch viel zu lernen, wie und warum sie sich bilden, wie stabil sie bei unterschiedlichen Temperaturen und Drücken sind und welche Rolle sie an Sickerstellen spielen. Der Ausbruch hat Forschern die Möglichkeit gegeben, sich an diesen unzugänglichen Orten aufzuhalten und ihre Physik, Chemie und Biologie besser zu verstehen. "Dies alles hängt mit dem Gesamtbild zusammen, da wir ein besseres Verständnis für die Funktionsweise dieser Versickerungsstellen gewinnen, die für viele Organismen in diesen benthischen Ökosystemen Energie produzieren", sagt Johansen. Vielleicht noch dringender: Der Golf von Mexiko gilt als der beste Ort in den USA, um nach Methanhydraten zu bohren - wenn Wissenschaftler herausfinden, wie sie sicher gefördert werden können. Je mehr die Forscher vor diesem Tag über Golfhydrate erfahren können, desto besser.
Wie versteckte Haie aus der Tiefe wandern
Ein stumpfer Sixgill-Hai in Hawaii. (Dean Gubbs) Wir fürchten und freuen uns an Haien, wenn sie an der Oberfläche schwimmen. Aber die meisten Haie bleiben in den Tiefen des Ozeans und bleiben für uns unsichtbar. "Die meisten Menschen wissen nicht, dass mehr als die Hälfte aller Haiarten auf der Welt ihr ganzes Leben unter 200 Metern Tiefe leben", sagt der Haiwissenschaftler Dean Grubbs von der Florida State University.
Bei der Untersuchung von Tiefseefischen auf Ölverschmutzung nach dem Auslaufen nutzte Grubbs die Gelegenheit, um mehr über einen der häufigsten großen Tiefseehaie zu erfahren: den Sechskiemerhai mit stumpfer Nase. Mit einer Länge von 17 Fuß sind sie weltweit in bis zu 6000 Fuß tiefen Gewässern zu finden. Mit seinem Team versah er 20 dieser Haie auf der ganzen Welt, darunter sieben im Golf von Mexiko, mit Satelliten-Tags, um ihre Bewegungen zu verfolgen. Sie waren überrascht, dass Golf-Sechskiemer-Haie bei Sonnenuntergang auf die Meeresoberfläche zuschwimmen und bei Sonnenaufgang nach einem strengen Zeitplan in die Tiefe zurückkehren. Dies folgt demselben Muster der täglichen vertikalen Wanderung, das von Milliarden kleiner Fische, Tintenfische und Garnelen verwendet wird. Grubbs glaubt, dass Sixgill-Haie dieser Wanderung folgen könnten, um sich von den Raubtieren dieser kleineren Organismen zu ernähren.
Darüber hinaus untersuchte sein Team Tiefseefischpopulationen, darunter Haie, im gesamten östlichen Golf. Sie waren überrascht, dass die Tiefseefischgemeinschaften in der Region sehr unterschiedlich sind. Dies ist wichtig, um die Auswirkungen der Verschüttung zu verstehen, da sich möglicherweise bis zu 10 Millionen Gallonen Öl auf dem Meeresboden angesiedelt haben, auf dem diese Fische leben und Futter haben. Es liefert aber auch grundlegende Informationen für Forscher, die zu verstehen versuchen, welche Kräfte diese Tiefsee-Gemeinschaften formen.
Invasion des Feuerfisches
Im Sommer nach dem Auslaufen untersuchte Will Patterson von der University of South Alabama und dem Dauphin Island Sea Lab künstliche und natürliche Riffe im nördlichen zentralen Golfschelf, um festzustellen, ob Öl die dort lebenden Rifffische beeinflusste. Mit kleinen ferngesteuerten Kameras machten er und seine Doktorandin Kristen Dahl eine überraschende Beobachtung: Überall auf den künstlichen Riffen saßen invasive Feuerfische.
Diese Fische sind gefräßige Raubtiere, vermehren sich schnell und sind schwer zu fangen und zu töten. Dies war das erste Mal, dass die lästigen Fische in so großer Zahl in künstlichen Riffgemeinschaften im nördlichen Golf von Mexiko beobachtet wurden, dass Patterson damit begann, sie zu verfolgen. Bis Ende 2013 wuchs der Bestand an Feuerfischen in der Region exponentiell und seitdem hat er noch mehr zugenommen. Er fand höhere Dichten von Feuerfischen an künstlichen Riffen als an natürlichen Riffen, die zu den höchsten im westlichen Atlantik gehören.
Während sie weiterhin die Auswirkungen der Ölpest untersuchen, werden sie auch den Feuerfischen folgen. "Was wir dokumentieren möchten, sind die Bestandsentwicklung der Feuerfische, mögliche Mechanismen zur Bekämpfung der Feuerfische und ihre Auswirkungen auf die einheimischen Rifffischpopulationen", sagt Patterson.
Erfahren Sie mehr über die Ölverschmutzung durch Deepwater Horizon im Smithsonian Ocean Portal.
