Lorsque des hydrocarbures sont rejetés dans la mer, ce n'est pas toujours le résultat d'un déversement d'hydrocarbures. Il existe des suintements d'hydrocarbures naturels au fond de l'océan où les micro-organismes utilisent le pétrole qui s'échappe comme source d'énergie et de nourriture. Dans une expérience en laboratoire, des chercheurs du MARUM—Centre des sciences de l'environnement marin de l'Université de Brême et de l'Institut de chimie et de biologie de l'environnement marin (ICBM) de l'Université d'Oldenbourg ont découvert ce qu'il advient de la substance soluble dans l'eau qui s'échappe naturellement. partie de l'huile. Alors qu'une partie sert de source d'énergie et de nourriture pour les micro-organismes, il existe également des composants non biodégradables qui sont libérés et persistent dans les océans pendant des milliers d'années. L'équipe a publié les résultats de son expérience en laboratoire dans la revue internationale Environmental Science &Technology .

"La moitié du pétrole dans les océans provient de suintements naturels. L'autre moitié provient de polluants artificiels. Lorsque nous comprenons combien de temps il faut pour que les toxines présentes dans le pétrole se dégradent et se transforment, nous pouvons apprendre de la nature", a-t-il ajouté. explique le premier auteur Jonas Brünjes. L'objectif de l'équipe de chercheurs du MARUM et de l'Université d'Oldenburg était d'identifier les composants solubles dans l'eau du pétrole et leur dégradation microbienne en haute mer. Lorsque le pétrole est libéré à la suite d'une activité humaine, les quantités sont souvent si importantes que l'écosystème est gravement contaminé et surchargé. Mais aux suintements naturels, les quantités libérées sont plus petites et l'échelle de temps beaucoup plus grande, de sorte que l'écosystème en haute mer est plus capable de le décomposer. Dans une expérience en laboratoire, Brünjes et ses collègues ont testé exactement ce qui se passe au cours de ce processus.

Ils se concentraient principalement sur le pétrole lourd ou l'asphalte. L'existence d'un volcan d'asphalte a été décrite pour la première fois dans le golfe du Mexique avec la découverte du volcan d'asphalte Chapopot dans le sud du golfe, et c'est là que les échantillons ont été obtenus pour leur expérience en laboratoire. Ils ont été récupérés lors d'une expédition du RV METEOR en 2015.

Pour l'expérience, le matériau a été immergé à une profondeur d'environ 2 500 mètres, puis stocké dans de l'eau de mer artificielle pendant quatre semaines. L'eau de mer artificielle a été utilisée car elle ne contient pas de sources de carbone organique supplémentaires, mais contient tous les nutriments nécessaires à la vie microbienne. L'expérience en laboratoire a révélé que l'asphalte était utilisé comme seule source de carbone. "En laboratoire, les communautés bactériennes qui vivent sur ce genre de sites naturellement toxiques ont pu coloniser l'asphalte. Elles forment la base du réseau trophique des organismes supérieurs des grands fonds marins", résume le Dr Florence Schubotz. Elle a été l'initiatrice du projet et a également collecté les échantillons.

Le pétrole qui suinte des volcans d'asphalte est complexe et contient des composés hautement toxiques pour l'homme. Dans la fraction soluble dans l'eau de l'expérience, des composés soufrés non dégradables ont été trouvés ainsi que du carbone noir, qui est connu pour persister dans l'eau de mer pendant des milliers d'années. Jusqu'à présent, la seule source connue de ces composés était la suie résultant, par exemple, des incendies de forêt.

Cette étude constitue la base d'investigations ultérieures, en particulier sur les cycles des éléments en mer profonde qui ne sont pas encore complètement compris. Outre l'approche purement quantitative de la quantification des budgets de masse, il existe également un aspect qualitatif pour étudier le devenir des matériaux difficiles à dégrader en haute mer.

Le but des scientifiques est d'apprendre de la nature. C'est pourquoi la dégradation du pétrole lourd, entre autres composés, est étudiée au MARUM au sein du Pôle d'Excellence "The Ocean Floor—Earth's Uncharted Interface" en conditions anaérobies et aérobies. Jonas Brünjes a traité ce dernier de manière expérimentale dans sa thèse.

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Dans une expérience en laboratoire, les chercheurs simulent la formation alternative d'hydrocarbures par réduction de l'acide acétique