Hvordan et boreskib trækker kerner fra 4 km under havet

Et havboreskib er ikke et havboringsskib uden det dygtige og erfarne personale, der kontrollerer, udføre og overskue boringen. JOIDES -resolutionen er ingen undtagelse.

Af de 123 sjæle, der i øjeblikket er ombord, omkring 30 mennesker letter succesen og sikkerheden ved alle havboreoperationer - omtrent det samme antal som forskere om bord. Blandt dem er fem boremaskiner, to værktøjsskubber, seks floormen og to derrickmen. Mens borere styrer borerørets fremrykning og kernetøndernes bevægelse i borerøret fra en kontrolboks, værktøjsskubber overvåger driften og vedligeholder udstyr og værktøjer. Floormen og derrickmen udfører alle handlinger på riggulvet, fra at sætte borerøret sammen og sende kernetønderen ned af borerøret til havbunden, til sidst at trække en sedimentbelastet kerne ud af kernetønden. De fleste boremænd har årtiers erfaring.

At bore havsedimenter til videnskabelige formål opnås ikke blot ved at tvinge en stålstang ned i havbunden og håbe på den bedste genopretning. Det indebærer faktisk at bygge et flerstykke bor (kaldet bundhulsamlingen), der skærer i havbunden, samt omhyggeligt at manøvrere og dokumentere placeringen af ​​borekronen nær og under havbunden, og justering af boreværktøjerne i henhold til materialets stivhed og sammensætning. Mest vigtigt, havbundsboring kræver lettelse af sikre boringer, især for dem, der er midt i aktionerne på JOIDES Resolution riggulvet, vores gulvmænd.

Som sedimentolog ombord, Jeg arbejder primært i kernelaboratoriet. På kernelaboratoriets levende fodermonitorer, vi kan se boreteamet arbejde på riggulvet. Det er vinter i det sydlige hav i øjeblikket, så det er for det meste blæsende eller regnvejr udenfor, eller faktisk begge dele. Nogle gange får det mig til at føle lidt som om jeg befinder mig i et gyldent tårn i kernelaboratoriet, langt væk fra al fare, fedt, og støj fra boregulvet. Imidlertid, dette mindsker ikke min respekt og taknemmelighed over for boremanden og deres arbejde, da kvaliteten af ​​de borede sedimenter, de genvinder, ofte styrer kvaliteten og virkningen af ​​vores videnskabelige resultater. Dette slog mig især, da jeg havde chancen for at klatre op ad bakken af ​​JOIDES -resolutionen, seks uger inde i vores ekspedition.

Toppen af ​​boretårnet stiger 65 meter (over 200 fod!) Over havets overflade, og bruges til at hæve borerøret til en lodret position fra skibets skrog, for at sænke den til havbunden. Hvis du vil være på det højeste punkt på boretårnet (kaldet "kronen"), du skal stole på dine arme, ben og din faldsikring for at bringe dig helt til toppen af ​​boreriggen. Jeg takker Wouter, vores hollandske boremaskine, der talte mig gennem processen med at bære den nødvendige seks-pund seletøj, hvordan man bruger sikkerhedskabinetterne, og hvordan jeg ændrer mit faldsikringssystem ved hver af de seks våde og fedtede stiger.

For at bore hav sedimenter, borerøret skal først forlænges til havbunden, hvilket kræver sænkning af rørene gennem vandsøjlen. Dette gøres ved at tilføje 30-meters segmenter af borerør (et "stativ") oven på hinanden ved hjælp af vinsjens spilsystem-en proces, der kaldes "tripping pipe". Afhængigt af vanddybden på vores undersøgelsessted, dette tager normalt flere timer. JEG, som utålmodig person, skal altid minde mig selv om, i længden af ​​et stativ på 30 m i forhold til den gennemsnitlige havdybde på 4, 000m (~ 2,5 miles), et par timers tripping pipe er faktisk meget hurtigt. For en tilsvarende skala ved hjælp af 10 cm boretårnet i vores papirmodel JOIDES Resolution, under, hele sedimentologi -teamet ombord skal stå ved siden af ​​hinanden for at efterligne havets gennemsnitlige dybde og den afstand, som vi skal trippe røret over.

Tripping pipe bringer os kun til bunden af ​​havet, men ikke ned i havbunden. Boreværktøjer skal sænkes gennem borerøret for at genoprette havbundsprøver, 4, 000 meter under skibet. For marine sedimenter, dette gøres gennem Advanced Piston Coring (APC) eller Half-APC, hvor et stempelaggregat med en tom kerneforing sænkes ved ledning gennem borerøret. På den valgte dybde, "fyringsdybden, "boremaskinen øger det hydrauliske tryk på kernetønderen, som tillader stemplet pludselig, men kontrolleret, trænge 10 meter (APC) eller 5 meter (halv-APC) ned i sedimenterne herunder. Denne affyringsproces fylder plastkerneforingen med værdifulde havslamprøver. Denne cyklus gentages, efter at kerneløbet er hævet til riggulvet gennem ledningen, og det ydre borerør rykker 10 meter længere ind i havbunden.

Havboring er lettere sagt end gjort. Det er fascinerende på samme tid, hvordan teknologi og ekspertise fra vores bore- og driftsteam går sammen om at hente et for det meste uforstyrret og kontinuerligt klimaarkiv fra et sted og tid langt væk. Jeg kan ikke takke dem nok for deres arbejde, da de er en afgørende del i den lange proces med at afsløre de indre funktioner og mekanismer, der styrer vores jordsystem.

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.