La fuoriuscita di petrolio della Deepwater Horizon nel Golfo del Messico nel 2010 è una delle fuoriuscite più studiate della storia, eppure gli scienziati non sono d'accordo sul ruolo dei microbi nel divorare l'olio. Ora un team di ricerca presso il Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) del Dipartimento dell'Energia ha identificato tutti i principali batteri che degradano il petrolio, nonché i loro meccanismi per masticare i molti componenti diversi che compongono il petrolio greggio rilasciato.

Il gruppo, guidato dall'ecologo microbico del Berkeley Lab Gary Andersen, è il primo a simulare le condizioni che si sono verificate all'indomani dello sversamento. Il loro studio, "La simulazione del pennacchio di petrolio di Deepwater Horizon rivela la specializzazione del substrato all'interno di una complessa comunità di degradatori di idrocarburi, " è stato appena pubblicato nel Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze .

"Questo fornisce il resoconto più completo di ciò che stava accadendo nei pennacchi di idrocarburi nelle profondità dell'oceano durante l'evento, " ha detto Andersen. Ping Hu di Berkeley Lab, l'autore principale dello studio, ha aggiunto:"Abbiamo simulato le condizioni della fuoriuscita di petrolio nel Golfo del Messico in laboratorio e siamo stati in grado di comprendere i meccanismi di degradazione del petrolio da tutti i principali batteri che degradano il petrolio osservati nella fuoriuscita di petrolio originale".

Questa fuoriuscita di petrolio è stata la più grande della storia, con il rilascio di 4,1 milioni di barili di petrolio greggio e grandi quantità di gas naturale da un miglio sotto la superficie dell'oceano. Dopo l'esplosione iniziale e il rilascio incontrollato di petrolio, i ricercatori hanno osservato un fenomeno mai visto prima:oltre il 40 per cento del petrolio, combinato con un disperdente chimico introdotto, fu trattenuto in un pennacchio lungo quasi 100 miglia a questa grande profondità.

Tuttavia, a causa della difficoltà di raccogliere campioni da così lontano sotto la superficie dell'oceano, e a causa della vasta area interessata dalla fuoriuscita, sono rimaste una serie di lacune nella comprensione del destino del petrolio nel tempo.

Scoperta di un nuovo batterio

Andersen e il suo team sono tornati nel luogo della fuoriuscita quattro anni dopo per raccogliere l'acqua in profondità. Con l'assistenza dei coautori Piero Gardinali della Florida International University e Ron Atlas della University of Louisville, una sospensione di piccola, le goccioline di olio insolubile sono state distribuite uniformemente in bottiglie, insieme alle frazioni di olio più solubili e al disperdente chimico per imitare le condizioni del pennacchio d'olio. Nei successivi 64 giorni la composizione dei microbi e del petrolio greggio è stata studiata a fondo.

I ricercatori hanno assistito a una rapida crescita iniziale di un microbo che era stato precedentemente osservato essere il batterio dominante nelle prime fasi del rilascio del petrolio, ma che era sfuggito ai successivi tentativi di altri di ricreare le condizioni del pennacchio petrolifero del Golfo del Messico.

Attraverso il sequenziamento del DNA del suo genoma sono stati in grado di identificare il suo meccanismo di degradazione del petrolio. Hanno dato a questo batterio appena scoperto il nome provvisorio di Bermanella macondoprimitus in base alla sua parentela con altri microbi di acque profonde e al luogo in cui è stato scoperto.

"Il nostro studio ha dimostrato l'importanza dell'uso di disperdenti nella produzione di galleggiamento neutro, minuscole goccioline di olio, che impediva a gran parte del petrolio di raggiungere la superficie dell'oceano, " Ha detto Andersen. "I microbi presenti in natura a questa profondità sono altamente specializzati nella crescita utilizzando componenti specifici dell'olio per la loro fonte di cibo. Quindi le goccioline di olio hanno fornito un'ampia superficie per consentire ai microbi di masticare l'olio".

Lavorando con la scienziata del Berkeley Lab Jill Banfield, un coautore dello studio e anche un professore nel Dipartimento di Scienze della Terra e Planetarie della UC Berkeley, il team ha utilizzato metodi basati sul DNA di nuova concezione per identificare tutti i genomi dei microbi che hanno utilizzato l'olio introdotto per la crescita insieme ai loro geni specifici responsabili della degradazione dell'olio. Molti dei batteri identificati erano simili ai batteri che degradano il petrolio trovati sulla superficie dell'oceano, ma avevano set di geni notevolmente semplificati per la degradazione del petrolio.

Riempire le lacune

I primi lavori sull'attività microbica dopo la fuoriuscita di petrolio sono stati condotti da Terry Hazen del Berkeley Lab (ora principalmente associato all'Università del Tennessee), che ha fornito i primi dati in assoluto sull'attività microbica da un pennacchio di petrolio disperso in acque profonde.

Mentre il lavoro di Hazen ha rivelato una varietà di degradatori di idrocarburi, quest'ultimo studio ha identificato i meccanismi utilizzati dai batteri per degradare l'olio e la relazione di questi organismi coinvolti nella fuoriuscita con organismi degradatori di idrocarburi precedentemente caratterizzati.

"Ora abbiamo la capacità di identificare gli organismi specifici che degraderebbero naturalmente il petrolio se si verificassero fuoriuscite in altre regioni e di calcolare i tassi di degradazione del petrolio per capire quanto tempo ci vorrebbe per consumare il petrolio fuoriuscito in profondità, " ha detto Andersen.

Implicazioni per future fuoriuscite

Andersen ha osservato che non è chiaro se il degrado del petrolio a queste profondità si sarebbe verificato in altre regioni produttrici di petrolio offshore. "Il Golfo del Messico ospita una delle più grandi concentrazioni di infiltrazioni di idrocarburi sottomarini, ed è stato ipotizzato che ciò abbia aiutato nella selezione dei microbi che degradano il petrolio osservati nei pennacchi sottomarini, " Egli ha detto.

Sebbene il pozzo perforato dalla piattaforma Deepwater Horizon fosse uno dei più profondi del suo tempo, nuova esplorazione petrolifera offshore del Brasile, Uruguay, e l'India ha ora superato le 2 miglia sotto la superficie dell'oceano. Catturando l'acqua da queste aree e sottoponendole allo stesso test, potrebbe essere possibile in futuro comprendere in modo più dettagliato le conseguenze di un rilascio incontrollato di petrolio in queste aree.

"La nostra più grande speranza sarebbe che non ci fossero fuoriuscite di petrolio in futuro, " Ha detto Andersen. "Ma avere la capacità di manipolare le condizioni in laboratorio potrebbe potenzialmente permetterci di sviluppare nuove intuizioni per mitigare il loro impatto".