För att fastställa en baslinje för att mäta och förutsäga den biologiska effekten av oljeutsläppet Deepwater Horizon använder en LSU-iktyolog och en biomedicinsk informatikforskare i Ohio Ohio Supercomputer Center, eller OSC, system för att kartlägga data om omfattningen av utsläppet och kemikalierna och spridningen av olika fiskarter.
"Vi vet väldigt lite om djuphavsliv och ännu mindre om växelverkan mellan denna biota och dessa giftiga kemikalier", säger Prosanta Chakrabarty, intendent för iktyologi vid LSU:s Museum of Natural Science."Norra Mexikanska golfen är hem för mer än 600 fiskarter, och nya beskrivs varje år. Genom våra ansträngningar och genom att göra informatikverktygen tillgängliga över webben är vårt mål att kartlägga baslinjedata om nästan alla nordliga Arter i Mexikanska golfen som kan påverkas."
Flera universitet och federala myndigheter, inklusive NASA, NOAA och USGS, är fokuserade på att spåra olja och dispergeringsmedel på ytan av viken och i grunda vatten och kärr. För att komplettera dessa ansträngningar återanvänder forskarna en datorapplikation som utformats för att spåra infektionssjukdomar för att samla in och omtolka data för olja, dispergeringsmedel och fisk, inklusive de på stort djup.
"Vi har utvecklat DEPTHMAP (depthmap.osu.edu), en webbtillgänglig kartapplikation för historiska artinsamlingar, för att kombinera baslinjeinformation om räckvidden för dessa arter med avseende på data om utsläppets omfattning, säger Daniel Janies, docent i biomedicinsk informatik vid Ohio State University."Från museiregister, data från djurliv och fiskesamlingar kan vi mäta effekten av detta utsläpp på marina arter med olika livsmiljöer, livshistorier och utbredningsområde."
Janies har skapat flera applikationer för att spåra fågelinfluensaviruset (H5N1) - och, på senare tid, för att övervaka H1N1-viruset - på ett geografiskt informationssystem i re altid. Janies och hans kollegor slog sig ihop med OSC-personal för att ställa in dessa koder så att de körs på centrets IBM Cluster 1350 Glenn-system, som har 9 500 kärnor och 24 terabyte minne.
Nu kartläggs djurlivsdata till ett liknande geografiskt informationssystem i re altid för att visa forskare vilka arters livsmiljöer som finns i den region av viken som påverkas av utsläppet över tid.
"Utan historisk baslinjedata som den vi kartlägger, kommer framtida faunaundersökningar inte att illustrera effekterna av detta oljeutsläpp på djupt vatten", sa Janies. "Vi kommer att göra kartorna och de underliggande informationsverktygen som vi utvecklar tillgängliga för en bred gemenskap av användare via webben, så att andra resursförv altare och forskare kan utnyttja våra ansträngningar för en mängd olika arter av intresse."
Arten som spåras kommer att inkludera kommersiellt viktiga havsabborrar, snapperarter och croakerarter, såväl som ekologiskt viktiga arter nära botten eller toppen av näringskedjan, inklusive fladdermusfisk och hajar. Data som samlats in med intervaller sedan utsläppet började införlivas och jämförs för att visa förändrade utbredningar, dödsfall, förlorade leksäsonger och årsklasser och, potentiellt, utrotningar.
"Tyvärr har utplaceringen av en aldrig tidigare skådad mängd dispergeringsmedel vid brunnshuvudet en mil under ytan skapat plymer av oljemikrodroppar som är kända för att vara giftiga", sa Chakrabarty. "Majoriteten av de miljontals liter olja som introducerades till Gulf-miljön finns under ytan. Även om behandling av ytoljan kan utföras genom förbränning och skumning, finns det ingen behandling för underjordisk olja och inga planer från BP eller federala eller delstatsregeringen att behandla olja under ytan."
Chakrabarty och Janies hoppas kunna samla in och integrera flera typer av information under detta projekt:
- Hur det växande utsläppet kommer att påverka migrerande och lekande organismer som reser genom viken. Den här informationen kommer att hjälpa djurlivstjänstemän att bättre hantera dessa situationer (t.ex. rädda sårbara ägg och larver av blåfenad tonfisk);
- Vilka arter av organismer som migrerar på stora djup kommer att drabbas hårdast av koncentrerade plymer av olja och dispergeringsmedel under ytan (t.ex. pannkaksfladdermusfiskar som livnär sig på det känsliga lagret av plankton som nu är täckt av kemikalier);
- Samspelet mellan viktiga fiske och icke-kommersiella och kommersiella fiskar på platser med oljeplymer under ytan (t.ex. djuphavskorallarter i Louisiana och Florida som befinner sig i plymernas väg);
- Hur plymer kan påverka livshistoria för olika fiskarter.
"Även om de toxiska effekterna av olja och dispergeringsmedel och hur de bryts ned med solljus är väl kända, är deras effekter under ytan inte kända", sa Chakrabarty."Olja och dispergeringsmedel bryts ner i kontakt med solljus och det rika mikrobiella samhället i de varma vattnen nära ytan. Dock är djuphavet väldigt kallt, under högt tryck och extremt mörkt. Vi vet inte hur olja och dispergeringsmedel bryts ner. under dessa förhållanden, men bevis tyder på att det kommer att gå otroligt långsamt."
Notera: Medutvecklare av applikationen och dess användningsfall inkluderar Jori Hardman, Ohio State University, Biomedical Informatics; och Calvin Lam, Ohio State University, Biomedical Informatics.
