Wetenschappers hebben met succes zinkmonsters gemeten onder diepzeeomstandigheden. Hun methode zou duurzame winning van ruwe zeebodemmaterialen kunnen ondersteunen.

De minerale rijkdommen van de zee trekken de laatste tijd veel aandacht, dankzij de stijgende vraag naar grondstoffen die worden gebruikt in slimme elektronica, medische wetenschappen en hernieuwbare energieproducten. Met uitputtende afzettingen op het land voor metalen zoals koper, nikkel, mangaan, zink, lithium en kobalt, mijnbouw op de zeebodem wordt gezien als een kans om bestaande reserves te vergroten. Echter, het kan een kostbaar proces zijn dat ook gevolgen heeft voor het milieu, vooral in de manier waarop het de biodiversiteit en ecosystemen beïnvloedt.

Het in kaart brengen en kwantificeren van mineralen op de oceaanbodem kan exploratie-inspanningen helpen. Dit is precies wat een team van onderzoekers zich heeft voorgenomen in het kader van het door de EU gefinancierde ROBUST-project. Zoals vermeld in een persbericht, wetenschappers bij projectpartner Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hebben zinkmonsters gemeten bij een druk van 600 bar met behulp van laser-geïnduceerde afbraakspectroscopie (LIBS). "Ze konden aantonen dat het LIBS-systeem dat bij de LZH is ontwikkeld, geschikt is voor gebruik in de diepzee tot waterdiepten tot 6000 meter."

De LZH heeft met acht andere Europese partners gewerkt aan de ontwikkeling van een lasergebaseerd, autonoom meetsysteem voor gebruik onder water. "Het systeem wordt verondersteld monsters te detecteren, zoals mangaanknobbeltjes, en analyseer hun materiële samenstelling direct op de diepzeegrond."

In hetzelfde persbericht wordt opgemerkt dat LIBS een "contactloze en vrijwel niet-destructieve methode is voor het analyseren van chemische elementen". Het kan vaste materialen onderzoeken, vloeistoffen en gassen, en is gebaseerd op het genereren en analyseren van laser-geïnduceerd plasma. "Hier, een hoogenergetische laserstraal wordt op het monster gefocusseerd. De energie van de laserstraal in het brandpunt is zo hoog dat er plasma ontstaat. Het plasma zendt op zijn beurt een element-specifieke straling uit, die wordt gemeten met een spectroscoop."

Oceanische omstandigheden

Het projectteam ontwierp en vervaardigde een speciale drukkamer om het LIBS-systeem onder diepzeeomstandigheden te testen. Het kan een waterdiepte van 6 500 meter simuleren met een druk tot 650 bar. "De kamer is geschikt voor zowel zoet als zout water en kan dus verschillende toepassingsscenario's simuleren. Door een kijkvenster, de laserstraling komt de drukkamer binnen met het te analyseren testmonster, ', voegt het persbericht eraan toe.

Het lopende ROBUST-project (Robotic Subsea Exploration Technologies) richt zich op de noodzaak om "een autonoom, betrouwbaar, kosteneffectieve technologie om uitgestrekte terreinen in kaart te brengen, op het gebied van mineralen en grondstoffen, " volgens CORDIS. Het team is van mening dat de technologie zal helpen de kosten van minerale exploratie op een efficiënte en niet-indringende manier te verlagen, met een minimale impact op het milieu. De projectwebsite legt uit:"Het AUV [autonoom onderwatervoertuig] robotvoertuig zal duiken, identificeer de bronnen die zijn gericht op LIBS-scanning door middel van 3D realtime kaarten van het terrein (hydro-akoestisch, laserscanners, fotogrammetrie) en positioneer de LIBS op de vereiste locaties van minerale afzettingen op de oceaanbodem om autonoom kwalitatieve en kwantitatieve analyses uit te voeren."