Araştırma, güneş ışığına maruz kalan ham petrolün daha soğuk okyanuslarda daha sıcak okyanuslara göre farklı davrandığını gösteriyor. Bu çalışmanın yüksek enlemlerdeki deniz petrol sızıntılarını temizleme çabaları açısından sonuçları olacaktır.
Müdahale ekipleri, bir deniz petrol döküntüsünden kaynaklanan hasarı en aza indirmek için petrolün zaman içinde nasıl bozulacağı ve yayılacağı konusunda kesin tahminlere ihtiyaç duymaktadır. Ham petrolün kütlesel nitelikleri hem sıcaklıktan hem de güneş ışığından etkilenir, ancak yakın zamana kadar her ikisinin de ne kadar etkisi olduğu belirsizdi. Massachusetts’teki Woods Hole Oşinografi Enstitüsü’nde (WHOI) Collin Ward, Danielle Haas Freeman ve diğerleri bu sorunu çözmek için çalışmalar yürüttüler. Araştırmalarına göre, güneş ışığıyla aşınmış petrol tropik okyanuslarda, dondurucu Arktik sularında olduğundan farklı tepki veriyor.
Bu çalışma, petrolün akıbetine ilişkin tahminlerde kritik bir boşluğu doldurmakta ve belirli durumlara uyarlanmış temizleme prosedürlerinin oluşturulmasına yardımcı olabilmektedir.
Ham petrolün mekanik özelliklerinin suyun sıcaklığından etkilendiği bilinmektedir. Petrol sızıntılarına yönelik tahminler, gölge deneylerinden elde edilen ampirik ilişkilerden yararlanarak bu bilgiyi içerir. Ancak bilim insanları güneş ışığının ham petrolün kimyasal bileşimini ve mekanik özelliklerini etkileyebileceğinin de farkındadır. Örneğin, yakın zamanda Meksika Körfezi’nden alınan deniz suyu ölçümleri, 2010 Deepwater Horizon patlamasından kalan petrolün %8’inin ışık kaynaklı fotokimyasal süreçlere maruz kaldığını ve bunun da petrolün suda çözünür moleküllere dönüşmesine neden olduğunu göstermektedir.
Güneş ışığının sıcak ve soğuk sularda ham petrol ile farklı reaksiyona girip girmediği ve eğer giriyorsa bu değişimin petrolün niteliklerini nasıl etkileyeceği sorusu cevapsız kalmıştır.
Freeman, Ward ve ekibin geri kalanı bu konuyu araştırmak için Deepwater Horizon kuyusundan elde edilen petrol örnekleri ve Falmouth, Massachusetts’teki Vineyard Sound’dan elde edilen tuzlu su üzerinde bir dizi deney gerçekleştirdi. Ekip, dökülmeden sonraki ilk birkaç gün içinde doğal olarak uçması gereken petrol bileşenlerini çıkardı. Bu bileşenler petrol kütlesinin %35’ini oluşturmaktadır ve bunların çıkarılması petrolün viskozitesini yedi kat arttırmıştır.
Bir güneş simülatöründe 120 saat (dokuz gün) güneş ışığına maruz bırakıldıktan sonra ekip, deniz suyunun ve buharlaşarak ayrışan petrolün mekanik özellikleri üzerinde sıcaklığa bağlı bir dizi çalışma gerçekleştirdi. Karanlıkta tutulan örnekler üzerinde aynı ölçümleri bir kez daha yaptılar.
Çalışmaların sonuçları, sıcaklık ve ışığın her ikisinin de ham petrolün viskozitesini ve suda çözünürlüğünü etkilediğini göstermektedir. Örneğin ekip, güneş ışığına maruz bırakılan ve 40 °C’de tutulan bir numunenin viskozitesinin karanlıkta tutulan bir numuneden neredeyse iki kat daha yüksek olduğunu, ancak güneş ışığına maruz bırakılan ve 20 °C’de saklanan bir numuneden sekiz kat daha düşük olduğunu keşfetti.
Daha yüksek sıcaklıklarda depolanan ışınlanmış numuneler, daha düşük sıcaklıklarda tutulanlara kıyasla daha fazla suda çözünür içeriğe sahipti. Benzer değişiklikler, ters yönde de olsa, numunelerin suda çözünürlüğü için de görülmüştür. Karanlıkta tutulan örneklerin suda çözünürlüğü, ışıkta tutulanlardan daha azdı. Freeman, “Petrol özellikleri ve sıcaklık arasındaki ilişkilerin, karanlıkta bırakılan petrole kıyasla güneş ışığı ile dönüştürülen petrol için çok farklı olduğunu görmek bizi şaşırttı” diye ekliyor.
Bir petrol sızıntısının ardından yürütülen temizleme çalışmaları çoğunlukla suyun üzerinde biriken petrolü temizlemeye odaklanır. Yeni verilere göre, fotokimyasal olarak ayrışmış soğuk petrol, ısıtılmış eşdeğerinden daha az sürüklenmeli ve türbülans nedeniyle daha az çözünmelidir.
Sonuç olarak, soğuk su döküntüsü sıcak su döküntüsünden daha fazla yüzey petrolü içermelidir, ancak petrol daha konsantre olacaktır. Bu unsurlar kıyıya vurabilecek ve kıyı ekosistemlerine zarar verebilecek petrol miktarını etkileyebilir. Bir döküntü müdahale aracının (kimyasal dağıtıcı yayma, sıyırma ya da yerinde yakma) etkinliğinin petrolün akış özelliklerine bağlı olduğu düşünüldüğünde, soğuk su döküntüsündeki petrolün daha yüksek viskozitesi de müdahale stratejisi üzerinde etkili olabilir.
New Orleans Üniversitesi’nde analitik kimyager olan ve kirleticilerin fotokimyasal olarak yok edilmesi konusunda uzmanlaşan Matthew Tarr’a göre, WHOI ekibinin bulguları ham petrolün güneş ışığına maruz kaldıktan sonra büyük ölçüde farklı fiziksel özelliklere sahip olduğunu ortaya koymaktadır.
Ona göre, bu verilerin petrol sızıntısı modellerine dahil edilmesi tahminlerin doğruluğunu arttıracaktır. Tarr da aynı fikirde ancak çevre fizikçisi ve Environment Canada’nın Acil Durumlar Bilim Bölümü’nün eski yöneticisi Merv Fingas, WHOI ekibinin vardığı sonuçların daha fazla incelemeye dayanıp dayanmayacağını merak ediyor. Ekibin sonuçlarının tek bir gözlem setine ve tek bir sistem modeline dayandığına dikkat çekiyor. Örneğin, güneş ışığının petrol sürüklenmesini etkilediği keşfi, sürüklenmeyi içeren bir modele dayanmaktadır. Diğer modeller petrolün bu akıbetini hesaba katmamaktadır ve petrol sızıntılarını inceleyen uzmanların hepsi petrol sürüklenmesinin meydana geldiği konusunda hemfikir değildir.
Bu açıklamalar WHOI araştırmacıları tarafından kabul edilmiştir. Gelecekteki araştırma ekiplerinin, güneş ışığı kaynaklı ayrışmanın denizdeki petrol sızıntılarının fiziksel özellikleri üzerindeki etkilerini araştırmak için bulgularından ilham almalarını arzu ettiklerini ifade etmişlerdir. Ward’a göre, toplum güneş ışığı kaynaklı ayrışmanın diğer ayrışma süreçlerine kıyasla önemini ancak son zamanlarda fark etmeye ve takdir etmeye başlamıştır. Petrolün denizde nasıl ve ne kadar hızlı ayrıştığını ve ayrışma süreçlerinin model tahminleri ve reaksiyon operasyonları üzerindeki etkilerini tam olarak anlamak için çok daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır.
Bu arada, soğuk Kuzey Kutbu sularında meydana gelen aksilikler, giderek buzsuzlaşan yaz aylarının getirdiği artan gemi trafiği nedeniyle daha olası hale gelmektedir. Freeman, Ward ve diğer araştırmacılara göre yeni bulgular, temizlik personeline bu tür kötü koşulların daha da kötüleşmesini nasıl önleyecekleri konusunda seçim yapmalarında yardımcı olabilir. Ward’a göre, petrol sızıntısının meydana geldiği yere bağlı olarak, güneş ışığı temizlemeyi kolaylaştırabilir ya da zorlaştırabilir. Ward’a göre “petrol sızıntıları her zaman kötüdür ve bulgularımız, petrol sızıntısının belirli bir sıcaklık bölgesinde ya da belirli bir güneş ışığı miktarında meydana gelmesi halinde “iyi” olduğu şeklinde yorumlanmamalıdır.”
Kaynak: physics aps.org/articles/v16/147
