Laser sollen Tiefsee nach Meeresschätzen absuchen

Am Meeresgrund lagern wertvolle Mineralien und Metalle, die für moderne Technologien wie Elektroautos und Windräder benötigt werden. Bisher war die Entdeckung und Analyse dieser Vorkommen aufwendig und umweltbelastend. Tauchroboter nahmen Proben, die anschließend an Bord eines Forschungsschiffs untersucht wurden. Nun eröffnet eine neue Methode umweltfreundlichere Möglichkeiten für die Erforschung der Tiefsee: die Laser-induzierte Plasmaspektroskopie (LIBS).

Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat zusammen mit dem Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie (INP) eine Methode namens Laser-induzierte Plasmaspektroskopie (LIBS) mit Doppelpulslaser entwickelt. Diese Methode analysiert Materialien in einer Tiefe von 6.000 Metern unter dem Meeresspiegel.

Die Methode basiert auf der Nutzung von zwei Laserpulsen. Der erste Laserimpuls erzeugt an der Materialoberfläche einen Hohlraum im Wasser. Der zweite Impuls verdampft Material von dieser Oberfläche und bildet ein Plasma. In diesem Plasma befinden sich die Elemente, die für die Spektroskop-Analyse notwendig sind. Der hohe Druck unter Wasser erschwert jedoch die Erstellung präziser und aussagekräftiger Spektren.

Laser-induzierte Plasmaspektroskopie für Tiefsee-Einsatz

Im Rahmen eines Projektes der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) wurde das grundlegende Prozessverhalten untersucht. Das Team optimierte die Analyse von Materialien bei einem Druck von bis zu 600 bar, wie er in Tiefen von 6.000 Metern herrscht. Laserpulse mit Energien von bis zu 150 Millijoule wurden verwendet. Die Anpassung der Laserparameter war entscheidend für die Qualität der Daten. Besonders kurze Verzögerungen von 0,5 Mikrosekunden zwischen den Laserpulsen und die präzise Anpassung der Messstartzeitpunkte für das Spektrometer spielten eine wichtige Rolle.

Diese Technologie liefert eine präzise Elementanalyse in Echtzeit und ersetzt die bisher aufwendige Probennahme am Meeresboden. Dadurch wird die Erforschung der wertvollen Ressourcen in den Tiefen der Ozeane deutlich umweltfreundlicher. Laut der Leibniz-Gemeinschaft leistet diese innovative Methode einen wichtigen Beitrag zur nachhaltigen Nutzung von Meeresressourcen.

Die neue Technik könnte die Art und Weise revolutionieren, wie Wissenschaftler die Ozeane erforschen und die wertvollen Ressourcen nutzen, die sie enthalten. Dies ist ein bedeutender Fortschritt, der nicht nur die Forschung erleichtert, sondern auch den ökologischen Fußabdruck der Wissenschaft verringert.

Was du dir merken solltest:

• Eine neue Methode namens Laser-induzierte Plasmaspektroskopie (LIBS) mit Doppelpulslaser ermöglicht die umweltfreundliche Analyse von Materialien in Tiefen von bis zu 6.000 Metern unter dem Meeresspiegel und könnte die Probennahme am Meeresboden ersetzen.
• Diese Technik, entwickelt vom Laser Zentrum Hannover e.V. und dem Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie, nutzt zwei Laserpulse zur Erzeugung und Analyse eines Plasmas, das präzise Elementdaten liefert, selbst unter dem hohen Druck der Tiefsee.
• Die Methode verbessert die Erforschung und nachhaltige Nutzung wertvoller Meeresressourcen erheblich, indem sie eine Echtzeit-Analyse der Elemente ermöglicht und den ökologischen Fußabdruck der Tiefseeforschung verringert.

Übrigens: Beim Stichwort Manganknollen-Abbau scheiden sich die Geister: Einerseits wecken diese Rohstoffe wirtschaftliche Hoffnungen, andererseits gibt es große ökologische Bedenken beim Tiefseebergbau. Mehr dazu erfährst du in unserem Artikel.

Bild: © INP (Bild auf Nachfrage)