Forskare har framgångsrikt mätt zinkprover under djuphavsförhållanden. Deras metod kan stödja hållbar utvinning av råa havsbottenmaterial.

Marina mineralresurser har väckt stor uppmärksamhet den senaste tiden, tack vare den ökande efterfrågan på råvaror som används inom smart elektronik, medicinska vetenskaper och förnybara energiprodukter. Med utarmning av landbaserade fyndigheter för metaller som koppar, nickel, mangan, zink, litium och kobolt, havsbottenbrytning ses som en möjlighet att öka befintliga reserver. Dock, det kan vara en kostsam process som också har konsekvenser för miljön, särskilt hur det påverkar biologisk mångfald och ekosystem.

Kartläggning och kvantifiering av mineraler på havsbotten kan hjälpa prospekteringsinsatser. Detta är precis vad ett forskargrupp har tänkt sig göra under det EU-finansierade ROBUST-projektet. Som framgår av ett pressmeddelande, forskare på projektpartner Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) har mätt zinkprover vid ett tryck på 600 bar med hjälp av laserinducerad nedbrytningsspektroskopi (LIBS). "De kunde visa att LIBS -systemet som utvecklats vid LZH är lämpligt för användning i djuphavet på vattendjup på upp till 6 000 meter."

LZH har arbetat med åtta andra europeiska partner för att utveckla en laserbaserad, autonomt mätsystem för undervattensbruk. "Systemet ska upptäcka prover, såsom manganknölar, och analysera deras materiella sammansättning direkt på djuphavsmarken. "

Samma pressmeddelande konstaterar att LIBS är en "kontaktfri och praktiskt taget icke-destruktiv metod för analys av kemiska grundämnen". Den kan undersöka fasta material, vätskor och gaser, och är baserat på generering och analys av laserinducerad plasma. "Här, en laser med hög energi fokuseras på provet. Laserstrålens energi i fokuspunkten är så hög att plasma skapas. Plasma avger i sin tur en elementspecifik strålning, som mäts med ett spektroskop. "

Oceaniska förhållanden

Projektgruppen konstruerade och tillverkade en speciell tryckkammare för att testa LIBS-systemet under djuphavsförhållanden. Den kan simulera ett vattendjup på 6 500 meter med ett tryck på upp till 650 bar. "Kammaren är lämplig för både sötvatten och saltvatten och kan därmed simulera olika applikationsscenarier. Genom ett visningsfönster, laserstrålningen kommer in i tryckkammaren med testprovet som ska analyseras, "tillägger pressmeddelandet.

Det pågående ROBUST -projektet (Robotic subsea exploration technologies) tar upp behovet av att "utveckla ett autonomt, pålitlig, kostnadseffektiv teknik för att kartlägga stora terräng, när det gäller mineral- och råvaruinnehåll, "enligt CORDIS. Teamet tror att tekniken kommer att bidra till att minska kostnaden för mineralutforskning på ett effektivt och icke-påträngande sätt, med minimal påverkan på miljön. Projektets webbplats förklarar:"AUV [autonomt undervattensfordon] Robotfordon kommer att dyka, identifiera de resurser som är inriktade på LIBS-skanning genom 3D-kartläggning av terrängen i realtid (hydroakustiskt, laserskannrar, fotogrammetri) och placera LIBS på de nödvändiga platserna för mineralfyndigheter på havsbotten för att autonomt utföra kvalitativa och kvantitativa analyser. "