Året var 1969. En utblåsning från Union Oils offshoreplattform bara sex miles från staden Santa Barbara läckte uppskattningsvis 80, 000 till 100, 000 fat råolja in i Santa Barbara Channel, dödade cirka 3, 500 sjöfåglar och marina djur som delfiner, elefantsäl, och sjölejon.

Det förödande utsläppet – som blev känt som Santa Barbara Oil Spill – hade dock en silverkant:det sporrade lagstiftare, som redan översvämmades av offentliga förfrågningar om miljöreformer, att föreslå en ny nationell dag för medvetenhet. Händelsen som så småningom blev känd som Earth Day föddes våren 1970 i USA och i dag observeras i 192 länder.

Men när vi ser tillbaka på det historiska oljeutsläppet i Santa Barbara som ledde till Jordens dag, har vi blivit bättre på att förebygga och spåra oljeutsläpp under de senaste fem decennierna? Oceanografer vid Columbia Universitys Lamont-Doherty Earth Observatory som har studerat oljeutsläpp i årtionden säger ja, på vissa sätt, men att det behövs mycket mer framsteg.

Förhindra stora och små spill

Till att börja, det finns ett desperat behov av ny teknik för att hjälpa till att förebygga spill, säger oceanografen Andy Juhl. Just då, Santa Barbara Oil Spill var det största oljeutsläppet i USA:s vatten, men det ligger nu på tredje plats efter 2010 års Deepwater Horizon och 1989 Exxon Valdez spill.

Exxon Valdez oljeutsläpp inträffade i Prince William Sound, Alaska, när en oljetanker som ägs av Exxon Shipping Company körde in i Bligh Reef och spillde 10,8 miljoner liter råolja. Oljeutsläppet Deepwater Horizon inträffade i Mexikanska golfen, när en explosion på en BP-driven oljerigg orsakade 11 människors död och strömmade 210 miljoner liter olja i havet. Och, sa Juhl, det är bara en bråkdel av oljan som har spillts ut i haven. Även om de stora oljeutsläppen får mest press, olja kommer in i haven på många andra sätt, inklusive naturligt.

"Naturliga oljeläckage uppstår överallt där det finns kolväteavlagringar på havsbotten, och alla ställen där det pågår kommersiell oljeutvinning, du kan garantera att det kommer att bli naturligt läckage, ", sa Juhl. "Det finns en gigantisk reservoar av saker som är lättare än vatten som sitter fast under sedimentet. Så, den letar sig upp genom sprickor och sprickor och rymmer."

Utöver naturliga oljeläckage finns det många andra sätt som olja kommer in i havet, han sa. Varje gång vi eldar fossila bränslen, sot och komplexa kolväten släpps ut i luften och faller sedan ner igen, så småningom hitta in i den marina miljön. För att inte tala om läckor från havsprospektering, industriell användning, ballasttvätt av fartyg, och olja läcker från bilar som sköljer ner på gatorna till stormavlopp och så småningom kommer ut i havet.

"De dramatiska utsläppen är faktiskt i stor bemärkelse, inte den största oljekällan i den marina miljön, ", sa Juhl. "Det större problemet är faktiskt de tio tusen små skärsåren i motsats till de gapande såren som oljeutsläpp orsakar."

Gå djupt för plymdetektering

Även om Juhl betonar att mer forskning behövs för att förhindra stora och små utsläpp, hans expertområde är att förstå hur utrymd olja rör sig genom vattensystemet och påverkar mikroorganismer som lever där. Han och kollegan oceanografen Ajit Subramaniam var en del av ett team som analyserade effekterna av 2010 års Deepwater Horizon-olycka.

"Det fanns många påståenden efter olyckan att oljan släpptes vid ytan och det var det, sade Subramaniam. Men vi fann att det fanns plymer under ytan, vissa på djup större än 1, 000 meter djupt, som transporterade olja/gasblandningen långt längre från platsen än vad som var synligt i ytskiktet och var verkligen svårt att ta prov."

Som biologiska oceanografer, Juhl och Subramaniam gick ihop för att studera oljeutsläppet Deepwater Horizon på grund av deras ömsesidiga intresse för växtplanktonets biologi - mikroskopiska marina alger som tjänar som mat för ett brett spektrum av havsdjur. Växtplanktonets hälsa påverkar hälsan hos allt som äter det, och allt som äter det som äter det, och Juhl och Subramaniam ville veta hur den stora mängden olja i vattnet hanterades av växtplanktonet. Detta innebar att försöka spåra oljeplymen från olyckan på djupet och försöka förstå hur djuphavsvattencirkulationen skulle påverka dess rörelse.

"Vi kunde inte bara se den djupa plymen utan våra modeller av djuphavscirkulation var inte heller så bra, och så vi kunde inte riktigt förutsäga var den underjordiska plymen spred sig särskilt bra, sa Subramaniam.

"Det var som att köra runt i delstaten Pennsylvania (storleken på ytan slick) i en bil som körde 10 miles i timmen (hastigheten på ett fartyg) och det tog fyra timmar att få svar på frågan om vart man ska åka härnäst (den tid det tog att skicka sensorer till havsbotten och föra tillbaka ombord), ", sa Juhl. "Och vi hade inte riktigt de rätta sensorerna för att upptäcka oljan - det fanns några få men inte tillräckligt många för att verkligen få en känsla."

Utmaningarna inom oljedetektering efter Deepwater Horizon-olyckan identifierade luckor i teknik och vetenskaplig kunskap som hjälpte forskare och finansiärer att identifiera var de skulle investera i framtiden. Just då, fastän, saneringsinsatser måste ske snabbt, och därför använde svarspersonal flera metoder för att försöka hålla tillbaka oljan, inklusive dispergeringsmedel, inneslutning, och avlägsnande. Federala svarskostnader under de första två åren, som till största delen återbetalades av BP, uppgick till 850 miljoner dollar. Övergripande, BP beräknas ha spenderat mer än 14 miljarder dollar på saneringskostnader.

Förbereder för nästa spill

Övergripande, det har skett många förbättringar i förebyggande och upptäckt av oljeutsläpp under de senaste 52 åren, sa Juhl och Subramaniam – en prestation som tidiga Earth Day-aktivister kan finna tillfredsställande. Först, genomsnittskonsumenten är mer medveten.

"Det brukade vara så när folk skulle byta olja i sin bil, de skulle rutinmässigt bara dumpa det i en bäck någonstans, ", sa Juhl. "Folk skulle motivera det med att det skulle skära ner på myggor. Men få människor skulle göra det nu."

Branschstandarderna har också förbättrats, sa Juhl. Bilar är byggda bättre för att förhindra oljeläckage, och stormavlopp och industriavfallsledningar är utformade så att om mycket olja kommer in i systemet, det kan upptäckas och tas bort. Oljeindustrin har utvecklat bättre metoder för att förhindra läckage. Men mest spännande för Juhl och Subramaniam är de framsteg som har dykt upp inom havsmodellering och upptäckt av olja.

"Några av de saker som vi har lärt oss som är riktigt viktiga är vår förmåga att veta var olja tar vägen när den väl kommer in i den marina miljön. Vi har mycket bättre modellering på ytan och under ytan, utöver insikten att underjordiska flöden är verkligen viktiga. Vi känner till nyckelfaktorerna som styr abiotisk och biotisk nedbrytning av olja när den väl har släppts. Och jag tror att det också finns en mycket större uppskattning av de mänskliga effekterna som går hand i hand med utspilld olja, sa Juhl.

Fortfarande, forskarna säger att mycket mer forskning behövs under de kommande 50 åren för att skydda våra hav. Med tanke på att havet täcker cirka 71 procent av jordens yta, det är chockerande hur lite vi vet om det.

"De stora förbättringarna från de över 0,5 miljarder dollar som spenderades på forskning efter Deepwater Horizon-olyckan har gett oss en mycket bättre förståelse och förmåga att modellera havet, " sa Subramaniam. "Vi har bättre sensorer. Statusen på autonoma plattformar har förbättrats dramatiskt. Men jag misstänker när (inte om) nästa olycka av typen Deepwater Horizon inträffar, vi kommer fortfarande att konfronteras med ett fruktansvärt undersamplat hav som vi inte förstår tillräckligt bra för att kunna förutsäga effekterna på ekologiska system."

Den här historien är återpublicerad med tillstånd av Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.