Diagrama esquemático de las condiciones específicas del Ártico que afectan la degradación microbiana de los derrames de petróleo:A) El hielo marino y los icebergs dificultan la mezcla inducida por el viento y las olas en la columna de agua superior y provocan una marea negra más espesa. cuales, en combinación con baja temperatura, reduce la evaporación, dispersión y disolución. Todos estos efectos dan como resultado gotas de aceite más grandes, que los microbios no pueden degradar. B) La mayoría de los compuestos de aceite no son solubles en agua. Por lo tanto, las bacterias forman una biopelícula en las gotitas de aceite para poder consumir los compuestos del aceite. Una pequeña fracción de los compuestos del aceite es soluble en agua y, por lo tanto, es consumida tanto por la biopelícula como por las bacterias de vida libre. C) Agregados de aceite-mineral y aceite-fitoplancton, que pueden aumentar la sedimentación de hidrocarburos ('ventiscas sucias'), se forman al interactuar con columnas de sedimentos de glaciares y floraciones de fitoplancton, respectivamente. D) La fotooxidación por radiación ultravioleta de la luz solar puede ser importante, especialmente durante el verano. La luz ultravioleta ayuda a degradar las moléculas de aceite, pero al mismo tiempo, la toxicidad del petróleo hacia los organismos marinos puede aumentar. E) La mezcla profunda de la columna de agua y el afloramiento provocan la reposición de nutrientes. Por tanto, las condiciones oceanográficas pueden ser importantes para proporcionar nutrientes frescos a los microbios que se alimentan de aceite. Crédito:Leendert Vergeynst
Nuevos desarrollos económicos en el Ártico, como el transporte marítimo transártico y la explotación petrolera, traerá consigo riesgos sin precedentes de derrames de petróleo en el mar. Por lo tanto, el mundo pide una comprensión profunda de la capacidad de recuperación y "autolimpieza" de los ecosistemas del Ártico para recuperarse de los derrames de petróleo.
Aunque se realizan numerosos esfuerzos para limpiar grandes derrames de petróleo, sólo del 15 al 25 por ciento del aceite puede eliminarse eficazmente mediante métodos mecánicos. Este fue el caso de grandes desastres petroleros como el derrame del Exxon Valdez en Prince William Sound, Alaska, y Deepwater Horizon en el Golfo de México. El derrame futuro no será diferente. Los microbios que comen aceite desempeñaron el papel principal en la degradación del aceite y en la reducción del impacto del aceite derramado durante estos desastres petroleros pasados.
"Ahora presentamos una primera evaluación del potencial de degradación microbiana en las aguas del mar frente a Groenlandia, "dice el postdoctorado Leendert Vergeynst, Centro de Investigación del Ártico en la Universidad de Aarhus.
El grupo de investigación ha identificado seis factores que desafían a los microbios en los mares árticos.
Temperaturas bajas, hielo marino y pocos nutrientes
Las bajas temperaturas cambian las propiedades químicas del aceite derramado y ralentizan la biodegradación. Por ejemplo, el aceite frío es más viscoso, lo que dificulta la dispersión del aceite. La eficiencia de la degradación microbiana disminuye cuando el aceite no se dispersa en pequeñas gotas.
Necesitamos un conocimiento profundo de la capacidad de recuperación y "autolimpieza" de los ecosistemas árticos para recuperarse de los derrames de petróleo. Crédito:Janne Fritt-Rasmussen
Waves también juega un papel importante en romper el aceite en gotitas. Sin embargo, donde hay hielo marino, hay menos olas.
El Ártico es generalmente un entorno con cantidades muy bajas de nutrientes como nitrógeno y fósforo. Estos nutrientes no están presentes en el aceite y las bacterias que lo comen deben encontrarlos en el agua. Pocos nutrientes dan como resultado una actividad reducida de las bacterias que comen aceite.
Formación de partículas, luz solar y adaptación
Las floraciones masivas de fitoplancton (algas) y las partículas minerales en suspensión liberadas por los glaciares ocurren durante la primavera y el verano árticos. Las concentraciones de partículas de las salidas de los glaciares y la proliferación de algas en las aguas del Ártico pueden ser magnitudes más altas que en el Golfo de México. donde el fitoplancton, las partículas y las gotas de aceite se pegan y se hunden en el lecho marino, que formó una "ventisca sucia" durante los derrames de petróleo de Deepwater Horizon en 2010. La degradación microbiana del petróleo en el fondo marino es mucho más lenta que en la columna de agua.
Los desastres petroleros pasados han demostrado que solo del 15 al 25 por ciento del petróleo se puede eliminar de manera efectiva de los entornos marinos. Crédito:Janne Fritt-Rasmussen
La luz solar de 24 horas durante el verano ártico puede ayudar a los microbios a romper las moléculas de aceite en pedazos más pequeños. Sin embargo, también puede hacer que los compuestos del aceite sean más tóxicos para los organismos acuáticos. Se requieren más estudios para comprender adecuadamente el efecto de la luz solar en los derrames de petróleo en los ecosistemas árticos.
Los pequeños derrames regulares de petróleo en otras aguas marinas han adaptado ('aprendido') microbios para comer moléculas de aceite. Sin embargo, el Ártico sigue siendo un entorno muy prístino. Por lo tanto, los investigadores están investigando actualmente si las poblaciones microbianas presentes en el Ártico se han adaptado a la degradación de los compuestos del petróleo.
"Nos preocupa especialmente que las moléculas más tóxicas del aceite, como los hidrocarburos aromáticos policíclicos, puede ser el más difícil de degradar ", dice Leendert Vergeynst.
