Forskning: Kan naturen rydde op efter olieudslip i Arktis?

Olie-ædende mikrober står ofte for størstedelen af oprydningen efter olieslip. Men det er ikke sikkert, at vi kan regne med, at bakterierne kan fortære olie i det kolde Arktis.

En ny epoke er undervejs for den trans-arktiske skibsfart.

Forrige år krydsede en 300 meter lang LNG-olietanker for første gang Nordsøruten mellem Europa og Asien uden hjælp fra en isbryder.

Det var muligt, fordi den arktiske havis som følge af klimaforandringerne trækker sig tilbage og bliver stadigt tyndere.

Rekordhøje temperaturer og rekordlav havisudbredelse år efter år kan snart sikre, at trans-arktisk skibsfart mellem Europa, Rusland og Asien også bliver en økonomisk mulighed for første gang i historien.

Risiko for olieudslip stiger

Men det er dog ikke uden risiko. Risikoen for olieudslip stiger nemlig med hvert eneste skib, der baner sig vej gennem den arktiske havis.

Og selvom oprydningen efter olieudslip er et kompliceret og stort foretagende overalt i verden, er det især en udfordring i Arktis.

Det er ikke alene Arktis' afsides beliggenhed og barske forhold, der besværliggør oprydningen; forskerne er også bekymrede for, at det arktiske økosystems naturlige 'selvrensende' kapacitet - de oliefortærende bakterier - er meget svagere end i andre oceaner.

I et nyligt studie, publiceret i det videnskabelige tidsskrift, Science of the Total Environment, satte vi os for at undersøge, hvordan de arktiske havområder og oceaner vil reagere på store olieudslip.

Oliefortærende bakterier rydder op efter store udslip

Olieudslip er katastrofale overalt i verden. Det har enorme konsekvenser for miljøet såvel som for den menneskelige sundhed som følge af giftige forbindelser, der bliver ophobet i vores mad.

I kølvandet på olieforureningskatastrofen i 1989 i Prins Williams Sund i Alaska, hvor supertankeren Exxon Valdez stødte på klipperne og lækkede cirka 40.000 tons råolie, blev kun 15-25 procent af olien reelt set fjernet ved hjælp af mekaniske metoder.

På trods af adskillige forsøg på oprydning - blandt andet såkaldt mekanisk oprensning samt afbrænding af råolien - var det småbitte bakterier, der tog sig af størstedelen af ​​oprydningsprocessen.

Oliefortærende mikrober spiller en afgørende rolle

De olieædende mikrober spillede en afgørende rolle i nedbrydning af olien og reduktionen af de miljømæssige konsekvenser.

Men forskerne ved ikke, om bakterierne i de arktiske havområder vil være i stand til at udføre en tilsvarende rolle, hvis der skulle ske et stort udslip i de nyåbnede arktiske skibsfartruter.

Vi satte os for at evaluere det mikrobielle nedbrydningspotentiale i grønlandsk havvand ved at studere data fra knap 200 publicerede studier.

Vi identificerede seks faktorer, der begrænser de arktiske mikrobers mulighed for at rydde op efter et stort  olieudslip.

Her gennemgår vi alle faktorerne én efter én:

1: Lave temperaturer sætter farten ned på nedbrydningsprocesserne

Forskning har vist, at lave temperaurer forandrer oliens kemiske egenskaber og sætter farten ned på nedbrydningsprocesserne.

Kold olie er eksempelvis mere viskøs (sej og tyktflydende, red.), hvilket forhindrer den i at blive splittet op i små dråber i havvandet.

Det er et problem for de olieædende mikrober, der kun kan fortære olie, når den ligger spredt i små dråber.

2: Havis forhindrer oliedispersion

Bølgerne er vigtige, fordi bølgeenergien er med til at opløse olien i små dråber. 

Men hvor der er havis, er der færre eller ingen bølger - hvilket sætter en stopper for nedbrydningen af olieudslippet.

Bølgernes effekt er allerede drastisk reduceret ved blot 30 procent havisdække.

3: Få næringsstoffer til at ernære de oliefortærende bakterier

Arktis er generelt set et miljø med små mængder næringsstoffer som nitrogen og fosfor.

Det er næringsstoffer, som ernærer alger og bakterier i vandet, og uden næringsstofferne kan bakterierne ikke vokse.

Da olien ikke indeholder kvælstof eller fosfor, skal de oliefortærende bakterier finde næringsstofferne i vandet, hvilket absolut ikke er en nem opgave i de næringsfattige arktiske oceaner.

4: Marine alger og rester efter gletsjere kan forårsage en 'oliestorm'

Da boreplatformen Deepwater Horizon eksploderede i Den Mexicanske Golf i 2010, klæbede oliedråber sig fast til mikroalger (såkaldt fytoplankton) og andre partikler, som så sank ned til havbunden, hvor det dannede en 'dirty blizzard' ('beskidt oliestorm', red).

Det vanskeliggjorde oprydningen, fordi den mikrobielle nedbrydning af olien sker meget langsommere på havbunden end i vandsøjlen.

I løbet af foråret og sommeren finder en kæmpe algeopblomstring sted i de arktiske vande, og gletsjerne frigiver opslæmmede mineralpartikler; til tider i meget større mængder end i Den Mexicanske Golf. 

Derfor er vi bekymrede for, at vi risikerer en 'dirty blizzard', der er meget kraftigere end ved Deepwater Horizon-ulykken.

5: Midnatssolen gøre olien mere giftig

Sollys 24 timer i døgnet i løbet af den arktiske sommer kan både hjælpe og hindre oprydningen efter olieudslip.

De mange timers sollys kan hjælpe mikroberne med at splitte oliemolekyler i mindre stykker.

Men lyset kan også gøre oliens kemiske forbindelser mere giftige for havorganismerne.

Vi ved stadig ikke med sikkerhed, om nettoeffekten af ​​sollyset vil være positiv eller negativ.

6: Det uberørte Arktis har endnu ikke tilpasset sig

Vi ved fra tidligere oileudslip andre steder end i Arktis, at bakterierne i havvandet kan tilpasse sig små, regelmæssige olieudslip.

Under disse forhold 'lærer' mikroberne at fortære oliemolekylerne, og de er tilpasset, så de kan rydde op efter olieudslip.

Men Arktis er stadig meget uberørt, og vi i forsøger for øjeblikket at finde ud af, om de eksisterende arktiske mikrobielle populationer allerede 'ved' hvordan man nedbryder olieforbindelser.

Vi er især bekymret for, at de mest giftige molekyler i olien, såsom polycykliske aromatiske carbonhydrider, muligvis også er de sværeste at nedbryde.

Vi skal forstå oliens egenskaber i Arktis

I løbet af det næste årti forventes den økonomiske udvikling i Arktis at stige kraftigt.

Vores studie slår fast, at vi mangler en tilbundsgående forståelse af de arktiske økosystemers modstandsdygtighed og den ‘selvrensende’ kapacitets evne til at komme sig efter olieudslip.

Derfor begyndte vi her på Arktisk Forskningscenter (ARC) ved Aarhus Universitet at undersøge, hvordan olie interagerer med havis, om arktiske bakterier er i stand til at nedbryde olien, og hvilken effekt de giftige olieforbindelser har på marine organismerne.

Denne forskning vil forhåbentlig gøre os i stand til at opretholde et sundt miljø i Arktis, så også menneskelig udvikling kan blomstre på en bæredygtig måde.

Denne artikkelen var først publisert på engelsk i ScienceNordic  og på dansk på ForskerZonen, en del av Videnskab.dk.