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Mit dem Laser Bodenschätze in der Tiefsee finden

31.03.2020

Bodenschätze am Meeresboden zu lokalisieren, ist bislang mit sehr hohen Kosten verbunden. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat zusammen mit acht weiteren Partnern im EU-Projekt ROBUST ein laserbasiertes Analysesystem entwickelt, um Bodenproben in der Tiefsee nahezu zerstörungsfrei zu untersuchen. Erste Praxistests hat das System bestanden.

Das System zur laserinduzierten Plasmaspektroskopie (engl. laser-induced breakdown spectroscopy, LIBS) ermöglicht es, Materialproben nahezu zerstörungsfrei auf ihre atomare Zusammensetzung hin zu untersuchen.


Das LIBS-System des LZH auf dem ferngesteuerten Unterwasserfahrzeug ROV Kiel 6000 des GEOMAR bei der Forschungsfahrt des Schiffes SONNE im Pazifik.

Foto: GEOMAR


Das vom LZH entwickelte LIBS-System im Druckgehäuse der Firma ALS Marine Consultants für den Einsatz in einer Wassertiefe von 6000 m (600 bar).

Foto: LZH

Das vom LZH entwickelte LIBS-System hielt bei Praxistests in der Tiefsee einem Druck von 400 bar erfolgreich stand. Laser, Steuerung und Software funktionierten dabei einwandfrei.

Die Versuche fanden im Rahmen einer Forschungsfahrt des Forschungsschiff SONNE des Bundesministeriums für Bildung und Forschung im Pazifik statt.

Das LIBS-System tauchte auf dem Tauchroboter ROV Kiel 6000 des GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel bis zum Meeresgrund.

Erfolgreiche Analysen unter hohen Druck sowie im trüben Gewässer

Bei bis zu 500 bar konnte das LIBS-System Kupfer und Zink in realen Massiv-Sulfid-Proben nachweisen. Die Messungen unter Tiefseebedingungen fanden bei der Firma Nautilus in Buxtehude statt.

Auf einer Forschungsfahrt in der Ostsee auf dem Forschungsschiff Littorina des GEOMAR konnte das System selbst in verhältnismäßig trüben Wasser zuverlässig Kupfer und Zink in den vorbereiteten Proben erkennen. Dies sind vielversprechende Grundlagen für weitere Versuche unter realen Bedingungen in der Tiefsee.

Über LIBS

LIBS ist ein berührungslos arbeitendes und nahezu zerstörungsfreies Verfahren zur Analyse von chemischen Elementen. Sowohl Feststoffe, Flüssigkeiten als auch Gase können damit untersucht werden. Das Verfahren beruht auf der Erzeugung und Analyse eines laserinduzierten Plasmas. Hierbei wird ein hochenergetischer Laserstrahl auf die Probe fokussiert. Die Energie des Laserstrahls im Fokuspunkt ist dabei so groß, dass ein Plasma entsteht. Das Plasma wiederum emittiert eine elementspezifische Strahlung, die mit einem Spektroskop gemessen wird. Die Emissionslinien im Spektrum können den chemischen Elementen der Probe zugeordnet werden.

Über ROBUST

Das Projekt „Robotic Subsea Exploration Technologies – ROBUST“ (Förderkennzeichen: 690416) wurde durch die Europäische Union im Rahmen des Programmes „Horizon 2020“ gefördert.

Weitere Informationen:

https://www.lzh.de/de/publikationen/pressemitteilungen/2020/robust Die Pressemitteilung auf den Seiten des LZH mit zusätzlichem Videomaterial.

Lena Bennefeld | Laser Zentrum Hannover e.V.

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