Chikyu: Aardgeheimen ontrafelen via offshore boren

Diepzee-onderzoeksschip gebruikt offshore boortechnieken om aardgeheimen te ontrafelen

De diepste delen van de oceaanbodem bergen de antwoorden op sommige van de aardse grootste mysteries. De geleidelijke beweging van de aardkorst en plaattektoniek onthullen aanwijzingen om die mysteries te ontrafelen – of wat onderzoekers aan boord van het Japanse Diepzee-Wetenschappelijke Boorschip (D/V) Chikyu soms verwijzen naar als onze planeet's "herinneringen".

Van seismische activiteit tot klimaatverandering, heeft de Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC) natuurlijke fenomenen onderzocht door diverse schepen te deployeren, inclusief Chikyu, die de wetenschappelijke kracht van offshore boortechnieken hebben benut.

Hoewel typisch geassocieerd met offshore boren, hebben JAMSTEC en Chikyu de toepassing van riser-boorsystemen voor wetenschappelijke onderzoeksdoeleinden gepioneerd. Door in de aardkorst te boren, verzamelen Chikyu-wetenschappers monsters en analyseren ze aan boord in real-time om te onthullen hoe energie van diep binnen onze planeet modern leven beïnvloedt. "Veel van de monsters verzameld door Chikyu zijn dingen die niemand ooit heeft gezien," zei Chiaki Igarashi, Expeditie Management Groep, JAMSTEC.

Om dit belangrijke onderzoek te realiseren, heeft JAMSTEC ons vertrouwd bij Swagelok om fluïdensysteemcomponenten te leveren, inclusief buizen en buiskoppelingen, die de betrouwbaarheid leveren die nodig is in de diepste diepten van de oceaan.

"Om maximale boorprestaties te bereiken op een waterdiepte van meer dan 7.500 meter onder de oceaanbodem, hebben we producten nodig die stabiele, hoge betrouwbaarheid in extreme omstandigheden leveren," zei Lena Maeda, Expeditie Project Manager, JAMSTEC. "Swagelok heeft hoge lof ontvangen van de ingenieurs aan boord van Chikyu, en ze reageren op de behoeften van onze onderzoekers. Voor ons kunnen we geen andere producten dan Swagelok voor onze fluïdensystemen bedenken."

Betrouwbaarheid maakt baanbrekend onderzoek mogelijk

"Er wordt gezegd dat er een 70%-80% kans is dat de grote Nankai Trough aardbeving binnen de komende 30 jaar zal slaan," zei Maeda. "Chikyu is lang betrokken geweest bij het onderzoeken van de mogelijke natuurlijke oorzaken die tot deze aardbeving kunnen leiden. Hoewel die mechanismen zich nog niet hebben geopenbaard, hebben onze onderzoeksreizen kenmerken, structuren en gedragingen van de geologische kenmerken van plaatgrensbreuken geïdentificeerd."

Maeda zei dat betrouwbare systemen deze wetenschappelijke vooruitgang mogelijk hebben gemaakt. Chikyu voert boren, monsterverzameling en analyse simultaan uit – een continu proces dat risico loopt op veiligheidsproblemen of uitgebreide downtime in het geval van zelfs de kleinste lekkages. Bovendien is het schip vaak voor lange periodes op zee. Terugkeren naar de kust voor onderhoud kan een grote storings veroorzaken.

"Er is geen vaste reistijd, en omdat Chikyu een helikopterdek heeft waardoor transport van bemanningsleden mogelijk is, kan het schip op zee blijven en enquêtes uitvoeren voor uitgebreide periodes," zei Maeda. "De langste periode is twee maanden voor onderzoekers; echter, bemanningsleden die de scheepsoperaties onderhouden, worden elke 28 dagen vervangen."

Efficiënte analyse mogelijk maken

Gascochromatografie-analyse is een van de primaire middelen waarmee Chikyu-onderzoekers monsters bestuderen verzameld van de oceaanbodem. Betrouwbare levering van procesgassen is essentieel voor efficiënte analyse, en daarom heeft JAMSTEC Swagelok® gasdistributiesystemen gespecificeerd in Chikyu aanboord laboratoria, wat continu onderzoek gedurende de lange reizen van het schip mogelijk maakt.

Naast betrouwbaarheid, bieden gemakkelijk te gebruiken gaspanelen verbeterde veiligheid terwijl ze afval elimineren en helpen gaszuiverheid te handhaven. De systemen's slanke voetafdruk hielp onderzoekers ook kostbare vloerruimte aan boord te besparen, zodat bemanningen bestaande faciliteiten effectief konden benutten.

Een relatie opgebouwd op vertrouwen

Voorafgaand aan de ingebruikname van Chikyu, had JAMSTEC en Swagelok een geschiedenis die 30 jaar terugstreekt. Naast kwaliteitscomponenten, heeft Swagelok uitgebreide consultatie geleverd over een breed scala aan toepassingen aan boord van Chikyu, alsook velddingeneursservices en training.

"Swagelok's velddingeneuriers hebben een goed begrip van de werklocatie, en we kunnen plannen bespreken zonder gedetailleerde uitleg te hoeven geven," zei Igarashi. "Ze bieden ons voorstellen die specifiek zijn voor Chikyu en aan onze behoeften voldoen, en we hopen goed te blijven samenwerken met Swagelok ver in de toekomst."

Op de korte termijn plannet Chikyu om in augustus 2021 uit te varen op zijn Shallow Core Program expeditie. Het programma zal de Kuroshio-stroom bestuderen, een sterke westelijke grensstroom die warmte en watervapor naar de subarctische regio levert van de tropische Stille Oceaan, wat het klimaat beïnvloedt over Oost-Azië, inclusief de Japanse eilanden. In oktober zullen teams aan boord van Chikyu helpen subzeebodemarchiven van eerdere offshore aardbevingen aan de kust van Japan op te halen.

"Er blijft nog één monumentaal doel voor Chikyu: de aardmantel bereiken," vervolgde Igarashi. "Chikyu is specifiek ontwikkeld voor dit doel. Monsters verzamelen onder de oceaanbodem is een gebied onbekend aan de mensheid. Niemand heeft het binnenste gebied van de aarde gezien of een monster vastgehouden. Wij, en de gehele bemanning van Chikyu, zullen blijven streven om dit doel te bereiken."

U kunt meer leren over het wetenschappelijke onderzoek dat door Chikyu wordt uitgevoerd op de JAMSTEC-website of door het Chikyu-team op Twitter te volgen. Geïnteresseerd in verder verkennen hoe Swagelok-velddingeneuriers en andere fluïdensysteemspecialisten unieke, baanbrekende toepassingen kunnen ondersteunen? Leer meer over hoe we hieronder kunnen helpen.