Quando il petrolio viene rilasciato in mare, non è sempre il risultato di una fuoriuscita di petrolio. Ci sono infiltrazioni naturali di idrocarburi sul fondo dell'oceano dove i microrganismi usano l'olio in fuga come fonte di energia e cibo. In un esperimento di laboratorio, i ricercatori del MARUM—Center for Marine Environmental Sciences dell'Università di Brema e dell'Istituto di Chimica e Biologia dell'Ambiente Marino (ICBM) dell'Università di Oldenburg hanno scoperto cosa succede all'acqua solubile che fuoriesce naturalmente parte dell'olio. Mentre una parte di esso funge da fonte di energia e cibo per i microrganismi, ci sono anche componenti non biologicamente degradabili che vengono rilasciati e persistono negli oceani per migliaia di anni. Il team ha pubblicato i risultati del loro esperimento di laboratorio sulla rivista internazionale Environmental Science &Technology .

"Metà del petrolio negli oceani proviene da infiltrazioni naturali. L'altra metà proviene da inquinanti artificiali. Quando capiamo quanto tempo impiegano le tossine nell'olio a degradarsi e trasformarsi, allora possiamo imparare dalla natura". spiega il primo autore Jonas Brünjes. L'obiettivo del team di ricercatori di MARUM e dell'Università di Oldenburg era identificare i componenti idrosolubili dell'olio e la loro degradazione microbica nelle profondità marine. Quando il petrolio viene rilasciato a causa dell'attività umana, le quantità sono spesso così grandi che l'ecosistema è gravemente contaminato e sovraccarico. Ma alle infiltrazioni naturali, le quantità rilasciate sono minori e la scala temporale molto maggiore, così che l'ecosistema nelle profondità marine è più capace di scomporlo. In un esperimento di laboratorio, Brünjes e i suoi colleghi hanno testato esattamente cosa accade durante questo processo.

Si sono concentrati principalmente su olio pesante o asfalto. L'esistenza di un vulcano di asfalto è stata descritta per la prima volta nel Golfo del Messico con la scoperta del vulcano Chapopote Asphalt nel Golfo meridionale, ed è qui che sono stati ottenuti i campioni per il loro esperimento di laboratorio. Sono stati recuperati durante una spedizione del RV METEOR nel 2015.

Per l'esperimento, il materiale è stato immerso da una profondità d'acqua di circa 2.500 metri e quindi conservato in acqua di mare artificiale per quattro settimane. L'acqua di mare artificiale è stata utilizzata perché non contiene ulteriori fonti di carbonio organico, ma ha tutti i nutrienti necessari per la vita microbica. L'esperimento di laboratorio ha rivelato che l'asfalto è stato utilizzato come unica fonte di carbonio. "In laboratorio, le comunità batteriche che vivono in questi tipi di siti naturalmente tossici sono state in grado di colonizzare l'asfalto. Costituiscono la base della rete alimentare per gli organismi superiori nelle profondità marine", riassume la dott.ssa Florence Schubotz. È stata l'iniziatrice del progetto e ha anche raccolto i campioni.

L'olio che fuoriesce dai vulcani di asfalto è complesso e contiene composti altamente tossici per l'uomo. Nella frazione idrosolubile dell'esperimento sono stati trovati composti di zolfo non degradabili e carbone nero, noto per persistere nell'acqua di mare per migliaia di anni. Finora, l'unica fonte nota di questi composti era la fuliggine che risulta, ad esempio, dagli incendi boschivi.

Questo studio costituisce la base per ulteriori indagini, in particolare sui cicli degli elementi nelle profondità marine che non sono ancora completamente compresi. Oltre all'approccio puramente quantitativo della quantificazione dei budget di massa, c'è anche un aspetto qualitativo nello studio del destino dei materiali difficili da degradare nelle profondità marine.

L'obiettivo degli scienziati è quello di imparare dalla natura. Questo è il motivo per cui la degradazione dell'olio pesante, tra gli altri composti, è allo studio presso MARUM nell'ambito del Cluster of Excellence "The Ocean Floor—Earth's Uncharted Interface" in condizioni anaerobiche e aerobiche. Jonas Brünjes ha affrontato quest'ultimo in modo sperimentale nella sua tesi.

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