九月三十号,搞笑诺贝尔委员会在哈佛大学授予了来自麻省理工学院的埃里克·亚当斯博士(Dr. E. Eric Adams),德克萨斯农机的斯科特·索格洛夫斯基博士(Dr. Scott Socolofsky),和打扮成生化危机IV里红衣主教的夏威夷大学斯蒂芬·增谷博士以及近来麻烦不断的英国石油公司(BP, British Petroleum)。获奖理由是,他们挑战了人们油水不相溶的旧观念:原来油和水是可以混合的!

  

一直以为,我的博士导师埃里克只是个冷笑话高手。不过最近可不一样了,他十年前的这项研究为他赢得了2010年搞笑诺贝尔化学奖,货真价实的幽了我们一默。一得到获奖消息,我就一个箭步冲到了老板的办公室道贺。他满脸通红,连说这个不值得一提。令我困惑的是,我们正儿八经搞力学的研究组为什么会拿到化学奖? 

老板打个嗨声,试图解释道:我唯一和化学的联系大概就是高中当过化学课代表了吧! 

此外,老板表示很有压力,完全听不懂工程奖获得者在搞啥东东。为了今后能更好的吹牛,俺连忙从网站上下载到这篇获奖论文,读了起来: 

十年前六月的一天,挪威海海面“远握号”科学考察船上聚集着一群科学家。他们密切的关注着海底844米深处一个油井喷口的动静。在这里,他们布置了包括水下机器人,回声声纳系统,水样采集系统,多普勒洋流仪,快艇和航空监测系统在内的天罗地网,等待即将发生的“漏油事故”自投罗网。原来这是一个名为“深漏”的海底漏油实验。和墨西哥湾今年的惊天大漏油事故不同,挪威的海底实验是一次精心策划的,有预谋的,一小撮人为了达到不可告人目的而进行的观测。幸好水一瓢洞悉了他们不可告人的目的:1)获取数据来验证和改进数学模型,2)测验紧急漏油事故中监测仪器的工作状况,3)评估海底漏油事件的环境影响。实验一共进行了四次:第一次释放氮气和染色了的海水(为了定量追踪流动的混合情况)在压力驱动下喷射了40分钟;其次,压缩天然气和船舶专用柴油喷发了60分钟;接着原油和天然气喷射60分钟;最后,天然气和海水喷射了120分钟。研究人员不但发现油滴浮到海面的速度比先前预计的快了很多,而且从海面观测数据来计算,绝大部分漏油都失踪了!更令人意外的是,查阅历次漏油事件,几乎每次油污的去向都是一个谜。  

羽流

海底漏油形成的羽流示意图,从下到上形成了一次、二次、三次和四次横向扩散

在麻省理工(MIT)的帕森斯实验室(Parsons Lab),埃里克和另一位获奖者——他曾经的博士生的索格洛夫斯基博士以及研究小组的其他成员从2000年开始进行了一系列的油滴、气泡射流实验揭开了原油去向之谜。 

原来,液体原油从喷口中喷出会形成细小的油滴,就像打开水龙头时自来水自动形成断了线的水珠一样飞入海洋。泄漏的速度越高,形成的液滴就越细小,液滴受到的浮力就越小。海洋里流动复杂。流动带来的阻力远远超过浮力的话,液滴就很难像静水中那样浮到水面。 

另外,他们还发现另一个决定大部分漏油命运的现象。在海水中,因为海水密度会随着深度递增(温度随着深度递减而盐度随着深度递增),所以油滴在上升的过程中受到的浮力就会逐渐减小。与此同时,油滴在海洋中近乎随机的流动中受到的洋流的冲击。当浮力远小于洋流对油滴的冲击力时,油滴射流就会发生横向扩散。由于大多数漏油事故中,原油都伴随着天然气一起泄漏。喷射出来的天然气气泡比重非常小,不会理会这种横向扩散而继续上升。一些被气泡流裹挟的原油也会随之升腾,当气泡引发的气泡、油水混合流卷入了周围低速的海水后,流动会急剧减弱,拜洋流所赐,二次横向扩散便会形成。气泡仍会继续上升,引发新一轮升腾的流动,再次带动油滴上浮,再次减弱,再次横向扩散……如此往复,形成三次乃至多次横向扩散。 

由于海洋中遍布助纣为虐的横向洋流,这些横向扩散便非常强烈,从而裹挟大部分喷射出来的原油。据估计,墨西哥湾漏油事件中,仅第一次横向扩散就包含了90%的原油。这大大增加了清理油污的难度。据估计,目前能飘浮到海面的石油只有总泄漏的5%左右。而人类一直在忙活的也就是收集这5%。绝大部分的原油将永远漂浮在深海中,直到被自然降解或者吸附到海底泥沙中。 

这些实验结果,对深海生态环境评估也有着重要意义。此外,说起这个做实验用的胡迪尼水箱还另有一段八卦。这个高约三米,横截面1.5m*1.5m的水箱竟然以魔术大师哈里·胡迪尼的名字命名。虽然,在麻省理工门口的哈佛桥(明明离MIT最近,竟然被哈佛强盗了名字)上,哈里·胡迪尼的确表演过成名的逃生魔术,但是俺们实验室的那个笨家伙只是长得和水箱逃生魔术好似孪生兄弟,实际上完全没有联系。欢迎有志之士前来表演水箱逃脱魔术让他名副其实或者水下胎吸功。 

包括“深漏”观测和上面的实验在内,老板获奖的2005年综述总结了这十年来相关的一系列实验室实验和国际研讨会在“深漏”实验基础上各种数学模型的比较  

海底漏油监测

水下机器人正在监测海底漏油

结果。可以说,和其他搞笑诺贝尔奖获得者一样,这是一项很严肃的科学研究。但是,极具讽刺的是,这次研究不幸言中了堪称人类最大环境灾难的墨西哥湾漏油事故。身为“深漏”实验的主要参与者,主要的资助方英国石油公司(BP)并没有从这项具有前瞻性的研究中得到启示,进行相关的事故应急准备。他们在灾难中行动缓慢,应变迟钝,饱受抨击。从2010年4月20日,美国路易斯安那州沿海的“深水地平线”石油钻井平台发生突然爆炸到8月4日油井被最终封堵,据估计,有490万桶原油被泄露到墨西哥湾,致使九百多公里的海岸受到污染,并“油杀”了4000多只海鸟,700多只海龟,数十条海豚。这给当地的海洋和野生动物栖息地带来了灭顶之灾;当地捕鱼业和观光旅游业也遭遇了前所未有的重创。人类将耗费几十年甚至上百年的时间和精力来挽救这里的生态环境。而在这些灾难面前,英国石油公司甚至不能立刻提供漏油的流量,有效的解决方案。对于漏油的环境污染,他们的评估也显得苍白无力。  

随着墨西哥湾惊天大漏油事故告一段落,搞笑诺贝尔委员会借着授予英国石油公司搞笑诺奖的机会,给工业界甚至整个社会提出了这样的问题:究竟科学研究的价值究竟在哪里?即使研究的前瞻性和实用性都如此贴近需求,为何工业界从中学习到的是那么有限呢?他们是不是仅仅用资助研究来当做一种炫耀的手段,来糊弄环境评估呢?有没有一个社会压力或者公司机制来连接实验室、大学和工业界从而监督和帮助被资助的研究完成本来的目的?我想只有回答好这几个问题才能避免大学成为制造废纸的工厂。由此,俺深感搞笑诺奖委员会的用心良苦(但愿不是自己YY)。  

最后,贴一个老板在麻省理工参加墨西哥湾漏油事故的一个演讲,希望有所启发一并宽慰我那至今还在琢磨这个Ig诺贝尔奖是鼓励还是讽刺的老板:  

http://techtv.mit.edu/videos/8665-gulf-of-mexico-span-classhighlightoilspan-spill-symposium---panel-1  

参考文献:  

"Review of Deep Oil Spill Modeling Activity Supported by the Deep Spill JIP and Offshore Operator’s Committee. Final Report," Eric Adams and Scott Socolofsky, 2005.

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24 Responses to “[搞笑诺奖2010]俺老板得了搞笑诺贝尔化学奖”

  1. nipper说道:

    很好的科普文章。

    内地大连,今年也发生了类似的生态灾难。不过,主要是水体污染,呵呵,咱们往海里倒上了几万吨的“清油剂”,于是,表面上看,水干净了,楼照盖、房照卖、人照骗,一切和谐啦……

    • 沐右说道:

      大连的那个好像是水面上的泄漏
      好象不是深海的
      影响应该没有墨西哥湾的深入

      • 木头说道:

        大连那个发生在海边 实际上对沿岸居民的生活影响反而更大
        而且我们的治理手段实在是太不专业了 基本是靠“人民战争”

    • 水一瓢说道:

      现在除油剂的毒性还有很大争议 特别是这些化学物质对深海环境的破坏还有待探索。而且这些除油剂也只是针对海面的油污。贸然使用这些化学试剂有点不负责任吧!

  2. 抱鱼睡的猫说道:

    楼上的 你要小心 跨区 跨市 跨省 垮XX

  3. newgnaw说道:

    赞!读完才知道,评委会颁这个奖时给出的那句评语不是讽刺,原来人家是很严肃滴~~~

  4. lalunasun说道:

    这个奖着实标题党了……
    那搞出来应对机制了没?

  5. sheldon说道:

    果然,多就是不同。如果是一缸水中漏一勺油,肯定没这么复杂

  6. 孤竹牧狼人说道:

    这个要赞~
    猛料+有趣的有内涵的科普~

  7. VV说道:

    大连算完了...奥巴马都急着要卖给中国清理石油泄露用的民用型C130了...

  8. Metaverse说道:

    这个IG炸药奖选得真有深度……

  9. lpiszdf说道:

    话说那天我们学校的人拿了化学奖,本来想着能出名了,结果第二天就因为和平奖被和谐了-_-

  10. Shore说道:

    @lpiszdf:哈哈,我们是校友呢……

  11. 秀葱秋色说道:

    你真哈佛,给一个正儿八经高物理学研究的人竟然颁发了一个化学奖!你也搞笑啊?到底是西方大学,嘻嘻哈哈把佛经念偏了!!!

  12. Lishuang说道:

    有意思的科普妙文

  13. 紫姗春说道:

    第一遍没看懂,看来还需要继续看呀!
    化学物理是相通的捏,哈哈!

  14. 熵的困惑说道:

    为什么一开始会认为泄露的原油都会浮到海面上去呢?这明显是一个不符合实际情况的所谓乐观估计啊,估计是因为只能清理表层的,所以才选择性的忽略横向扩散的那超过90%的扩散吧

  15. 紫砂壶论坛说道:

    中国也有人得了,看新闻看到的

  16. XMHK说道:

    你好。我是国内机上杂志编辑,想约请你写一篇涉及飞行器的稿子。如有兴趣请回复至我留下的EMAIL地址44035291@qq.com。希望能与你详谈。

  17. rrrr说道:

    草你妈逼。。。。。。。。。。。。。。。

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