Zmapować wielki błękit: technologia laserowa pomaga znaleźć minerały w głębi oceanicznej
Minerały morskie cieszą się ostatnio coraz większym zainteresowaniem z uwagi na rosnące zapotrzebowanie na surowce wykorzystywane w inteligentnej elektronice, naukach medycznych i produktach energii odnawialnej. W obliczu wyczerpywania się lądowych złóż metali, takich jak miedź, nikiel, mangan, cynk, lit i kobalt, wydobycie z dna morskiego jawi się jako szansa na zwiększenie istniejących rezerw. Proces ten może być jednak kosztowny i ma również wpływ na środowisko, w tym w szczególności na różnorodność biologiczną i ekosystemy. Mapowanie i kwantyfikacja minerałów na dnie oceanu może pomóc w eksploracji. Właśnie tego zadania podjął się zespół naukowców w ramach finansowanego przez UE projektu ROBUST. Jak czytamy w komunikacie prasowym, naukowcy pracujący dla partnera projektu Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) zmierzyli próbki cynku pod ciśnieniem 600 barów za pomocą indukowanej laserowo spektroskopii emisyjnej (LIBS). „Udało im się wykazać, że system LIBS opracowany w LZH nadaje się do stosowania w morzu na głębokościach do 6 000 metrów”. LZH współpracuje z ośmioma innymi europejskimi partnerami w celu opracowania laserowego, autonomicznego systemu pomiarowego do stosowania pod wodą. „System ma wykrywać próbki, np. grudki manganu, i analizować ich skład materiałowy bezpośrednio w głębi oceanicznej”. W tym samym komunikacie prasowym podano, że LIBS jest „bezdotykową i praktycznie nieniszczącą metodą analizy pierwiastków chemicznych”. Umożliwia badanie materiałów stałych, cieczy i gazów i opiera się na generacji i analizie plazmy indukowanej laserowo. „Na próbce skupiana jest wysokoenergetyczna wiązka laserowa. Energia wiązki lasera w punkcie ogniskowej jest tak duża, że dochodzi do powstania plazmy. Plazma z kolei emituje promieniowanie charakterystyczne dla danego pierwiastka, które jest mierzone za pomocą spektroskopu”. Warunki oceaniczne Zespół zaprojektował i wyprodukował specjalną komorę ciśnieniową do testowania systemu LIBS w warunkach głębokowodnych. Może ona symulować głębokość 6 500 metrów przy ciśnieniu do 650 barów. „Komora jest odpowiednia zarówno dla wód słodkich, jak i słonych i dzięki temu pozwala na symulowanie różnych scenariuszy zastosowań. Przez wziernik promieniowanie laserowe przedostaje się do komory ciśnieniowej zawierającej próbkę, która ma być analizowana”, czytamy w komunikacie. Realizowany aktualnie projekt ROBUST (Robotic subsea exploration technologies) stanowi odpowiedź na potrzebę „opracowania autonomicznej, niezawodnej, efektywnej kosztowo technologii do mapowania rozległych terenów pod względem zawartości minerałów i surowców”, jak podano w serwisie CORDIS. Zespół jest przekonany, że technologia pomoże obniżyć koszty poszukiwania minerałów w sposób efektywny i nieinwazyjny, przy minimalnym wpływie na środowisko. Według informacji podanych na stronie internetowej projektu „podwodny AUV [autonomiczny pojazd podwodny] będzie identyfikował zasoby przeznaczone do skanowania przy pomocy LIBS poprzez trójwymiarowe mapowanie terenu w czasie rzeczywistym (hydroakustyka, skanery laserowe, fotogrametria) i umieści LIBS w wymaganych lokalizacjach złóż mineralnych na dnie oceanu w celu samodzielnego wykonywania analiz jakościowych i ilościowych”. Więcej informacji: strona projektu ROBUST
Kraje
Zjednoczone Królestwo
