新しい深層のテストに成功

ROV ジェイソンのツールスレッドの後部に取り付けられたメタン分光計 (大きな黒い圧力ケース) への流体接続をチェックするデイブ・バターフィールド。 このダイビングで使用されるその他の機器には、左側の補助ポンプ、色付きの T ハンドルが付いた 3 つのチタン製気密サンプラー、吸引サンプラー (大きなオレンジ色のホース)、および右端の熱水流体サンプラー吸気ノズルが含まれます。 写真提供者: Andrew Fahrland (OKSI)

NOAA PMEL、ワシントン大学、およびオプトナレッジ システムズ社 (OKSI) は、軸海山近くのメタンの濃度と炭素同位体比を測定するための新しいメタン分析装置の最初の深海試験を実施し、成功しました。 この新しい機器は、炭素循環、温室効果ガス、海底下の化学合成反応に対する科学者の理解を向上させるデータを収集できます。

3 年間のテストと開発を経て、この分析装置は遠隔操作船ジェイソンに搭載され、最近の調査船トンプソン号での巡航中に PMEL の熱水流体・粒子サンプラー (HFS) に接続されました。 メタン分析装置は、新しいレーザー吸収分光法ガスセンサーと水サンプリングへの膜を使用しないアプローチを組み合わせています。 研究航海は短縮されなければならなかったものの、チームは 1 回の ROV 潜水中に貴重なデータを収集し、相互校正用のサンプルを調整することに成功しました。

研究者らは、メタン分析装置でデータを収集しながら、流体マニホールドに取り付けられた気密サンプラーと、HFS の一部であるカスタム サンプラーで同じ流体を同時にサンプリングしました。 HFS ピストンおよびバッグサンプラーからの流体サンプルをガスクロマトグラフィーによって R/V トンプソンに搭載して分析したメタン濃度は、分析装置によって測定された現場のメタン濃度とよく一致しています。

最終的に、この機器は ROV 上でうまく機能し、メタン分光計には多くの有用な用途があることが期待されています。

この技術開発とメタンの研究について詳しくは、PMEL の地球海洋相互作用研究ページをご覧ください。

メタン分析装置は、NOAA Small Business Innovation Research (SBIR) プログラムからの初期資金を受けて OKSI によって開発されました。 アメリカのシード基金としても知られる SBIR プログラムは、ハイリスク、ハイリターンの新技術の研究開発を支援するために、米国の中小企業にシード資金を提供します。 2016 年、OKSI は水中ガス、特にメタンとその同位体を分析できる機器の開発に対して NOAA SBIR Phase I 賞を受賞しました。 同社は 2017 年に第 2 段階の資金調達を受けました。

その後、この取り組みは PMEL とのフェーズ III コラボレーションに変わりました。 OKSIとNOAA PMELは、メタン分光計の開発を継続し深海に配備するため、2019年にNOAA海洋探査支援による国家海洋パートナーシッププログラム（NOPP）助成金を通じて資金提供を受けました。 2021年、PMELとOKSIはピュージェット湾の浅海のメタン濃度測定に成功しました。 ピュージェット湾のテストでは、この機器がその場でメタン濃度を測定し、それらの測定値を約 6 分ごとの更新レートで船上のオペレーターにリアルタイムで報告できることが示されました。

新しい分光計機器の場合、その場での測定が確立された個別のサンプリングとメタン濃度および炭素同位体比の分析と一致していることを検証することが重要です。 1998 年に初めて開発された PMEL 熱水サンプラーは、メタン濃度が高い拡散噴出孔からメタン分光計に温かい熱水流体を供給し、同時に濃度と炭素同位体比の実験室分析用に調整された個別のサンプルを採取し、現場での相互校正を行います。メタンサンプラーからの測定値。 タマラ・バウムバーガー氏は、炭素同位体とメタン濃度の分析のために、専用の気密サンプラーでサンプルを収集しています。