지난 2010년 BP사의 석유시추선에서 유출된 기름과 메탄 잔유물을 추적하던 중에 연구자들에게 충격이 될 수 있는 결과를 얻게 되었다. 시추선이었던 딥워터 호라이즌호의 폭발로 인해서 시추선과 시추과정에 있었던 유정에서 400,000톤의 메탄이 멕시코만에 확산되었으며 2010년 4월에 있었던 이 사건으로 인해서 많은과학자들은 이 남은 기름들이 예상보다 오래남게 될 것이라고 우려했었다. 하지만 메탄을 먹어치우는 박테리아가 8월까지 거의 모든 메탄을 먹었다는 사실을 발견한 과학자들은 즐거운 충격에 빠졌다.

하지만 새로운 증거에 의하면 대안적인 시나리오가 제출될 수 있다. 이번 연구는 학술지 지에 발표되었으며 비록 이들 박테리아가 많은 양의 가스를 소비했지만 몇 달 후에 그 소비속도가 상당히 감소되었다. 사실 박테리아들은 메탄의 절반 정도를 먹었다고 조지아 대학 아덴스 (University of Georgia in Athens)의 미생물 생지질화학자이며 해양학자인 사만다 조이 (Samantha Joye)는 주장했다. 이 연구팀은 지난 2010년 3월에서 12월 사이에 멕시코만에 대한 10회에 걸친 조사를 통해 105,000 평방킬로미터의 지역에서 1,000여 개 이상의 샘플을 수집하여 분석했다. 이 분석을 통해서 시추선이 폭발된 지 2주 뒤에 얼마나 많은 메탄을 박테리아가 소비했는가를 알 수 있는 산화메탄비율은 증가하기 시작했으며 6월 초까지 지속적으로 증가했다. 하지만 6월 말에 이러한 박테리아의 소비는 감소하기 시작했으며 그 감소비율이 증가되기 시작했다.

조이는 “우리는 박테리아의 급속한 증가와 급감현상을 보였다”고 말했다. 그녀에 의하면 급감현상은 박테리아가 먹을 수 있는 양이 충분히 남았지만 일어나기 시작했다. 이 연구팀에 의하면 이러한 급증현상은 기름이 유출되기 전에는 희귀했던 박테리아가 유출 뒤에 급증하면서 매우 빠르게 산화를 일으키면서 나타난 것이다. 갑작스러운 박테리아의 증가는 메탄을 먹는 박테리아의 군집이 과도하게 증가하면서 발생한 것으로 볼 수 있으며 극도로 메탄의 농도가 높은 상태에서 살 수 있는 과도한 산화제의 필요 또는 다른 생물체에 의해서 소비될 수 있는지 여부의 문제가 남는다. 조이는 이전 연구에서 메탄을 먹는 박테리아는 모든 메탄을 산화한다는 충분한 데이터를 보여주지 못했다. 그녀는 “연구자들은 자신들의 데이터를 잘못 해석하지 못했을 거라 생각하지 않는다. 단지 완벽하지 않은 데이터 때문일 뿐이다. 우리의 논문은 장기적인 측정의 필수성을 강조하고 있다”고 말했다.

하지만 캘리포니아 주립대학 산타 바바라 (UC Santa Barbara)의 미생물학 지질화학자인 데이비드 발렌틴 (David Valentine)은 이번 연구에 대해서 완전히 동의하지 않고 있다. 발렌틴은 아직도 이 박테리아가 유정에서 뿜어져 나온 메탄의 거의 대부분을 소비하지 않았다는 주장에 대해서 반대한다. 그는 조이의 그룹이 발견한 메탄은 배출된 보고된 메탄의 1% 정도의 일부일 것이라고 주장했으며 이 메탄은 유정에서 뿜어져 나오기 보다는 얕은 물에서 떠돌고 있을 것이라고 보고 있다. 그는 “떠오른 메탄은 이번 연구에서 보고된 것과 유사하게 활성화된 상태로 배출된 얕은 깊이에서 보고되는 것이다”고 말했다. 조이는 폭발 이후에 표면수에서 발견되는 딥워터 호라이즌의 메탄은 몇 달 동안 지속될 수 없다고 반박했다. 즉, 이 메탄가스는 대기 중으로 탈출했을 것이다.

조이 연구팀의 이전 연구의 주저자였던 뉴욕의 로체스터 대학 (University of Rochester)의 화학해양학자인 존 케슬러 (John Kessle)는 이번 새로운 연구결과는 전체적인 현상을 완전히 담아내는 것은 아닐 것이라고 믿고 있다. 그는 메탄가스분출은 엄청나며 이질적이라고 지적했다. 산화메탄비율은 각기 다른 장소에서 각기 다른 시간에 최정점에 도달했을 것이다. 이전 연구들을 통해서 산화현상은 전례 없는 비율로 발생했으며 대부분의 메탄을 감소시켰을 것이라는 주장은 메탄가스분출의 전체적인 양에 대한 산화메탄의 좀 더 종합적인 관점에 의존하고 있다.
하지만 조이는 완전한 박테리아에 의한 소비의 결론은 6월 말에 채취된 데이터를 결합한 모델에 근거한 것으로 메탄산화 속도의 감소를 보여주는 것이며 연구자들은 8월과 9월을 통해 산화비율이 낮아지고 메탄이 더 이상 상승하지 않는다는 것을 발견했다고 주장했다. 결국 연구자들은 이 산화비율은 6월 중반에서 8월 말까지 최정점에 도달했을 것이라고 추측하고 있다. 조이 연구팀의 광범위한 데이터는 이러한 모델을 반박하고 있다. 조이는 “우리의 불완전한 메탄소비의 결론은 매우 광범위한 지역에 대한 직접적인 비율측정에 근거한 것”이라고 말했다.

[출처 : KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 / 2014년 5월 14일]

When the blowout of the Deepwater Horizon oil well sent some 400,000 tonnes of methane into the Gulf of Mexico in April 2010, many scientists and others feared it would linger. So researchers were pleasantly surprised when studies suggested that methane-eating bacteria had consumed nearly all of it by August.

But new evidence suggests an alternate scenario. Research published today in Nature Geoscience1 finds that although these bacteria consumed much of the gas, they slowed down considerably after a few months. In fact, bacteria only consumed roughly half of the methane, according to co-author author Samantha Joye, a microbial biogeochemist and oceanographer at the University of Georgia in Athens.

Feast or famine

The team analysed more than 1,000 water samples collected over more than 105,000 square kilometres during 10 expeditions to the gulf between March and December 2010.

The analysis finds that about two weeks after the blowout, methane oxidation rates an indication of how much methane the bacteria were consuming ? began rising, and increased steadily until early June. But later that month, the feeding frenzy had subsided, with rates tumbling from their peak by one or two orders of magnitude.

“We saw a boom and bust,” says Joye. That decline came, she says, despite ample remaining methane for the bacteria to nosh on.

The team suggests that the boom may have stemmed from super-fast oxidation by a type of bacteria that had been rare in pre-spill samples but proliferated after the spill. The bust, they speculate, may have been due to a crash in the population of methane-eating bacteria, whether, for example, resulting from consumption by other organisms or a need for these ‘super-oxidizers’ to thrive only in extremely high methane concentrations.

Joye says that earlier research2 suggesting methane-eating bacteria had oxidized all the methane lacked sufficient data. “I don’t think the researchers misinterpreted their data,” she says. “It’s just that they had an incomplete data set. Our paper underscores the absolute necessity of making

Differing interpretations

But David Valentine, a microbial geochemist at the University of California in Santa Barbara, and one of the authors of the earlier work, is not convinced. Valentine still contends that bacteria consumed nearly all of the methane in the plumes. He speculates that the methane Joye's group found was part of a reported 1% of discharged methane that wound up in shallow water instead of in the plumes. “Elevated methane was reported at shallow depths during active discharge at concentrations similar to the ones reported in this work,” he says .

Joye counters that any Deepwater Horizon methane found in surface water post-blowout would not have persisted for months; it would have escaped into the atmosphere.

John Kessler, a chemical oceanographer at the University of Rochester in New York, and a lead author of the earlier work, believes the new study doesn't capture the entire story. He notes that the methane plume was vast and heterogeneous. Methane oxidation rates would peak at different times in different places. The earlier findings2, 3 that oxidation occurred at unprecedented rates and depleted most of the methane ? are based, he says, on a more integrated view of methane oxidation over the plume’s entire volume.

But Joye says the conclusion of complete consumption is based on a model that incorporates data from late June showing sluggish methane oxidation, and data from August through September, when researchers found low oxidation rates and no elevated methane. Researchers inferred, therefore, that oxidation rates must have peaked from mid-July to late August. Joye's extensive data counters that model. “Our conclusions of incomplete consumption are based on direct rate measurements over a very large area,” Joye says.

[원문출처 = http://www.nature.com/news/bacteria-left-a-methane-mess-after-spill-1.15199]