Test riuscito di una nuova profondità

Dave Butterfield controlla i collegamenti dei fluidi allo spettrometro del metano (grande custodia nera a pressione) montato sul retro della slitta degli attrezzi di ROV Jason. Altre attrezzature utilizzate in questa immersione includono la pompa ausiliaria a sinistra, 3 campionatori a tenuta di gas in titanio con maniglie a T colorate, un campionatore di aspirazione (tubo arancione grande) e l'ugello di aspirazione del campionatore di fluidi idrotermali all'estrema destra. Credito fotografico: Andrew Fahrland (OKSI)

NOAA PMEL, Università di Washington e OptoKnowledge Systems, Inc. (OKSI) hanno condotto con successo il primo test in acque profonde di un nuovo analizzatore di metano per misurare la concentrazione e il rapporto isotopico del carbonio del metano vicino all'Axial Seamount. Questo nuovo strumento può raccogliere dati che miglioreranno la comprensione degli scienziati sul ciclo del carbonio, sui gas serra e sulle reazioni chemiosintetiche sotto il fondale marino.

Dopo 3 anni di test e sviluppo, l'analizzatore è stato montato sul veicolo telecomandato Jason e accoppiato al campionatore di fluidi idrotermali e particelle (HFS) di PMEL durante una recente crociera sulla nave da ricerca Thompson. L'analizzatore di metano combina un nuovo sensore di gas per spettroscopia di assorbimento laser con un approccio senza membrana al campionamento dell'acqua. Anche se la crociera di ricerca ha dovuto essere abbreviata, il team è riuscito con successo a raccogliere dati preziosi e coordinare campioni per la calibrazione incrociata durante un'immersione con ROV.

Durante la raccolta dei dati con l'analizzatore di metano, i ricercatori hanno campionato simultaneamente lo stesso fluido in campionatori a tenuta di gas collegati al collettore del fluido e in campionatori personalizzati che fanno parte dell'HFS. Le concentrazioni di metano analizzate a bordo dell'R/V Thompson mediante gascromatografia su campioni di fluido provenienti da campionatori a pistone e a sacca HFS concordano bene con le concentrazioni di metano in situ determinate dall'analizzatore.

In definitiva, lo strumento ha funzionato bene sul ROV e si prevede che lo spettrometro del metano avrà molte applicazioni utili.

Scopri di più sullo sviluppo di questa tecnologia e sul lavoro sul metano nella pagina di ricerca sulle interazioni tra oceano e terra di PMEL.

L'analizzatore di metano è stato sviluppato da OKSI con il finanziamento iniziale del programma NOAA Small Business Innovation Research (SBIR). Il programma SBIR, noto anche come America's Seed Fund, assegna finanziamenti iniziali alle piccole imprese statunitensi per sostenere la ricerca e lo sviluppo di nuove tecnologie ad alto rischio e rendimento elevato. Nel 2016, OKSI ha ricevuto un premio NOAA SBIR Fase I per sviluppare uno strumento in grado di analizzare i gas sottomarini, in particolare il metano e i suoi isotopi. La società ha ottenuto il finanziamento successivo della Fase II nel 2017.

Da allora lo sforzo si è trasformato in una collaborazione di Fase III con PMEL. OKSI e NOAA PMEL sono stati finanziati nel 2019 attraverso una sovvenzione del National Ocean Partnership Program (NOPP) con il supporto della NOAA Ocean Exploration per continuare lo sviluppo dello spettrometro del metano e dispiegarlo in acque profonde. Nel 2021, PMEL e OKSI hanno completato con successo le misurazioni della concentrazione di metano in acque poco profonde a Puget Sound. Il test del Puget Sound ha dimostrato che lo strumento può effettuare misurazioni della concentrazione di metano in situ e riferire tali misurazioni in tempo reale a un operatore a bordo di una nave con una frequenza di aggiornamento circa ogni 6 minuti.

Per il nuovo strumento spettrometro, è importante verificare che le misurazioni in situ coincidano con il campionamento e l'analisi discreti stabiliti per la concentrazione di metano e il rapporto isotopico del carbonio. Il campionatore di fluidi idrotermali PMEL, sviluppato per la prima volta nel 1998, fornirà fluidi idrotermali caldi da bocche diffuse con concentrazioni elevate di metano allo spettrometro di metano e contemporaneamente preleverà campioni discreti coordinati per l'analisi di laboratorio della concentrazione e del rapporto isotopico del carbonio per calibrare in modo incrociato i campioni in situ misurazioni dal campionatore di metano. Tamara Baumberger sta raccogliendo campioni in campionatori specializzati a tenuta di gas per l'analisi della concentrazione di isotopi di carbonio e metano.