Chikyu: Erde's Geheimnisse durch Offshore-Bohrung entschlüsseln

Tiefseeforschungsschiff nutzt Offshore-Bohrtechniken, um Erde's Geheimnisse zu entschlüsseln

Die tiefsten Teile des Meeresbodens bergen Antworten auf einige der größten Geheimnisse der Erde. Die allmähliche Bewegung der Erdkruste und Plattentektonik liefern Hinweise, um diese Geheimnisse zu entschlüsseln – oder was Forscher an Bord des japanischen Tiefsee-Wissenschaftsbohrschiffs (D/V) Chikyu manchmal als unseres Planeten „Erinnerungen“ bezeichnen.

Von seismischer Aktivität bis Klimawandel untersucht die Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC) natürliche Phänomene durch Einsatz mehrerer Schiffe, einschließlich Chikyu, die die wissenschaftliche Kraft von Offshore-Bohrtechniken nutzen.

Während typischerweise mit Offshore-Bohrung assoziiert, haben JAMSTEC und Chikyu die Anwendung von Riser-Bohrsystemen für wissenschaftliche Forschungszwecke vorangetrieben. Indem sie in die Erdkruste bohren, sammeln Chikyu-Wissenschaftler Proben und analysieren sie in Echtzeit an Bord, um zu enthüllen, wie Energie aus tiefem Inneren unseres Planeten das moderne Leben beeinflusst. „Viele der von Chikyu gesammelten Proben sind Dinge, die noch nie jemand gesehen hat“, sagte Chiaki Igarashi, Expedition Management Group, JAMSTEC.

Um diese wichtige Forschung zu ermöglichen, vertraute JAMSTEC unseren Teams bei Swagelok, Fluid-System-Komponenten einschließlich Rohre und Rohrverschraubungen bereitzustellen, die die Zuverlässigkeit liefern, die in den tiefsten Ozeantiefen benötigt wird.

„Um maximale Bohrlleistung in einer Wassertiefe von über 7.500 Metern unter dem Meeresboden zu erreichen, brauchen wir Produkte, die stabile, hohe Zuverlässigkeit unter extremen Bedingungen liefern“, sagte Lena Maeda, Expedition Project Manager, JAMSTEC. „Swagelok hat hohes Lob von den Ingenieuren an Bord der Chikyu gewonnen, und sie reagieren auf die Bedürfnisse unserer Forscher. Für uns gibt es keine anderen Produkte als Swagelok für unsere Fluid-Systeme.“

Zuverlässigkeit ermöglicht bahnbrechende Forschung

„Es heißt, es gibt eine 70-80-prozentige Wahrscheinlichkeit, dass das große Nankai-Trog-Erdbeben innerhalb der nächsten 30 Jahre zuschlägt“, sagte Maeda. „Chikyu ist seit langem an der Untersuchung möglicher natürlicher Ursachen beteiligt, die zu diesem Erdbeben führen könnten. Während diese Mechanismen sich noch nicht offenbart haben, haben unsere Forschungsreisen Charakteristika, Strukturen und Verhaltensweisen geologischer Merkmale von Plattengrenzverwerfungen identifiziert.“

Maeda sagte, zuverlässige Systeme haben diese wissenschaftlichen Fortschritte ermöglicht. Chikyu führt Bohren, Probennahme und Analyse simultan durch – ein kontinuierlicher Prozess, der bei sogar kleinsten Lecks Sicherheitsrisiken oder extensive Ausfallzeiten riskiert. Zudem ist das Schiff oft lange Zeit auf See. Rückkehr an Land für Wartung kann große Störungen verursachen.

„Es gibt keine feste Reisedauer, und da Chikyu ein Hubschrauberdeck für Crew-Transport hat, kann das Schiff auf See bleiben und längere Zeit Surveys durchführen“, sagte Maeda. „Der längste Zeitraum für Forscher beträgt zwei Monate; Crew-Mitglieder, die Schiffsbetrieb warten, werden alle 28 Tage ausgetauscht.“

Effiziente Analyse ermöglichen

Gaschromatographie-Analyse ist eine der primären Methoden, mit denen Chikyu-Forscher vom Meeresboden gesammelte Proben untersuchen. Zuverlässige Prozessgasversorgung ist essenziell für effiziente Analyse, weshalb JAMSTEC Swagelok® Gasverteilungssysteme in Chikyu-Bordlaboren spezifiziert hat, was kontinuierliche Forschung während der langen Reisen ermöglicht.

Neben Zuverlässigkeit bieten einfach zu bedienende Gspanels erhöhte Sicherheit, eliminieren Verschwendung und helfen, Gasreinheit zu erhalten. Der schlanke Footprint der Systeme half Forschern auch, wertvollen Platz an Bord zu sparen, sodass Crews bestehende Einrichtungen effektiv nutzen konnten.

Eine auf Vertrauen gebaute Beziehung

Vor Inbetriebnahme der Chikyu hatten JAMSTEC und Swagelok eine 30-jährige Geschichte. Neben Qualitätskomponenten bot Swagelok umfassende Beratung zu diversen Anwendungen an Bord der Chikyu, sowie Feldengineering-Services und Schulungen.

„Swageloks Feldingenieure haben ein gutes Verständnis der Baustelle, und wir können Pläne besprechen, ohne detaillierte Erklärungen liefern zu müssen“, sagte Igarashi. „Sie liefern uns Vorschläge, die spezifisch für Chikyu sind und unsere Bedürfnisse treffen, und wir hoffen, lange in die Zukunft mit Swagelok zusammenzuarbeiten.“

In naher Zukunft plant Chikyu, im August 2021 sein Shallow Core Program-Expedition zu starten. Das Programm wird den Kuroshio-Strom untersuchen, einen starken westlichen Randstrom, der Wärme und Wasserdampf aus dem tropischen Pazifik in den subarktischen Bereich liefert und Klimabedingungen über Ostasien, einschließlich der japanischen Inseln, beeinflusst. Im Oktober werden Teams an Bord der Chikyu helfen, sub-seafloor Aufzeichnungen vergangener Offshore-Erdbeben vor Japans Küste zu bergen.

„Es bleibt ein weiteres monumentales Ziel für Chikyu: den Erdmantel zu erreichen“, fuhr Igarashi fort. „Chikyu wurde speziell für diesen Zweck entwickelt. Proben unter dem Meeresboden zu sammeln, ist ein der Menschheit unbekanntes Gebiet. Niemand hat den inneren Bereich der Erde gesehen oder eine Probe gehalten. Wir und die gesamte Crew der Chikyu werden weiter daran arbeiten, dieses Ziel zu erreichen.“

Sie können mehr über die wissenschaftliche Forschung der Chikyu auf der JAMSTEC-Website erfahren oder dem Chikyu-Team auf Twitter folgen. Interessiert an weiterer Erkundung, wie Swagelok-Feldingenieure und andere Fluid-System-Spezialisten einzigartige, bahnbrechende Anwendungen unterstützen können? Erfahren Sie unten mehr, wie wir helfen können.