Kortlægning af det store blå:Laser-induceret teknologi til at hjælpe mineraludforskning på oceaniske dybder

Forskere har med succes målt zinkprøver under dybhavsforhold. Deres metode kunne understøtte bæredygtig udvinding af rå havbundsmaterialer.

Marine mineralressourcer har tiltrukket sig meget opmærksomhed på det seneste, takket være den stigende efterspørgsel efter råvarer, der bruges i smart elektronik, lægevidenskab og vedvarende energiprodukter. Med udtømmende landbaserede aflejringer for metaller som kobber, nikkel, mangan, zink, lithium og kobolt, havbundsminedrift ses som en mulighed for at øge eksisterende reserver. Imidlertid, det kan være en dyr proces, der også har konsekvenser for miljøet, især i, hvordan det påvirker biodiversiteten og økosystemerne.

Kortlægning og kvantificering af mineraler på havbunden kan hjælpe efterforskningsindsatsen. Det er præcis, hvad et team af forskere har sat sig for at gøre under det EU-finansierede ROBUST-projekt. Som det fremgår af en pressemeddelelse, forskere hos projektpartner Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) har målt zinkprøver ved et tryk på 600 bar ved hjælp af laser-induceret nedbrydningsspektroskopi (LIBS). "De var i stand til at vise, at LIBS-systemet udviklet på LZH er velegnet til brug i dybhavet på vanddybder på op til 6.000 meter."

LZH har arbejdet sammen med otte andre europæiske partnere for at udvikle en laserbaseret, autonomt målesystem til undervandsbrug. "Systemet formodes at detektere prøver, såsom manganknuder, og analysere deres materialesammensætning direkte på dybhavsgrunden."

Den samme pressemeddelelse bemærker, at LIBS er en "ikke-kontakt og praktisk talt ikke-destruktiv metode til at analysere kemiske elementer." Det kan undersøge faste materialer, væsker og gasser, og er baseret på generering og analyse af laser-induceret plasma. "Her, en højenergilaserstråle er fokuseret på prøven. Laserstrålens energi i brændpunktet er så høj, at der dannes plasma. Plasmaet udsender til gengæld en grundstofspecifik stråling, som måles med et spektroskop."

Oceaniske forhold

Projektholdet designede og fremstillede et specielt trykkammer til at teste LIBS-systemet under dybhavsforhold. Den kan simulere en vanddybde på 6.500 meter med et tryk på op til 650 bar. "Kammeret er velegnet til både ferskvand og saltvand og kan således simulere forskellige anvendelsesscenarier. Gennem et visningsvindue, laserstrålingen kommer ind i trykkammeret med testprøven, der skal analyseres, " tilføjer pressemeddelelsen.

Det igangværende ROBUST-projekt (Robotic subsea exploration technology) adresserer behovet for at "udvikle en autonom, pålidelig, omkostningseffektiv teknologi til at kortlægge store terræner, med hensyn til indhold af mineraler og råvarer, " ifølge CORDIS. Holdet mener, at teknologien vil hjælpe med at reducere omkostningerne ved mineralefterforskning på en effektiv og ikke-påtrængende måde, med minimal påvirkning af miljøet. Projektets hjemmeside forklarer:"AUV [autonome undervandsfartøjer] Robotfartøjet vil dykke, identificere de ressourcer, der er målrettet for LIBS-scanning gennem 3D-realtidskortlægning af terrænet (hydroakustisk, laser scannere, fotogrammetri) og placere LIBS på de nødvendige steder af mineralforekomster på havbunden for autonomt at udføre kvalitative og kvantitative analyser."