Essai réussi d'une nouvelle profondeur

Dave Butterfield vérifiant les connexions de fluide au spectromètre de méthane (grand boîtier de pression noir) monté à l'arrière du traîneau à outils du ROV Jason. Les autres équipements utilisés lors de cette plongée comprennent la pompe auxiliaire à gauche, 3 échantillonneurs étanches au gaz en titane avec des poignées en T colorées, un échantillonneur à aspiration (gros tuyau orange) et la buse d'admission de l'échantillonneur de fluide hydrothermal à l'extrême droite. Crédit photo : Andrew Fahrland (OKSI)

La NOAA PMEL, l'Université de Washington et OptoKnowledge Systems, Inc. (OKSI) ont mené avec succès le premier test en eau profonde d'un nouvel analyseur de méthane pour mesurer la concentration et le rapport isotopique du carbone du méthane près d'Axial Seamount. Ce nouvel instrument peut collecter des données qui amélioreront la compréhension des scientifiques du cycle du carbone, des gaz à effet de serre et des réactions chimiosynthétiques sous-marines.

Après 3 ans de tests et de développement, l'analyseur a été monté sur le véhicule télécommandé Jason et couplé à l'échantillonneur de fluide hydrothermal et de particules (HFS) de PMEL lors d'une récente croisière sur le navire de recherche Thompson. L'analyseur de méthane combine un nouveau capteur de gaz à spectroscopie d'absorption laser avec une approche sans membrane pour l'échantillonnage de l'eau. Alors que la croisière de recherche a dû être écourtée, l'équipe a réussi à collecter des données précieuses et à coordonner des échantillons pour un étalonnage croisé au cours d'une plongée ROV.

Lors de la collecte de données avec l'analyseur de méthane, les chercheurs ont échantillonné simultanément le même fluide dans des échantillonneurs étanches aux gaz fixés au collecteur de fluide et dans des échantillonneurs personnalisés qui font partie du HFS. Les concentrations de méthane analysées à bord du R/V Thompson par chromatographie en phase gazeuse sur des échantillons de fluide provenant d'échantillonneurs à piston et à sac HFS concordent bien avec les concentrations de méthane in situ déterminées par l'analyseur.

En fin de compte, l'instrument a bien fonctionné sur le ROV et on s'attend à ce que le spectromètre de méthane ait de nombreuses applications utiles.

Apprenez-en plus sur ce développement technologique et les travaux sur le méthane sur la page de recherche sur les interactions Terre-Océan de PMEL.

L'analyseur de méthane a été développé par OKSI avec un financement initial du programme NOAA Small Business Innovation Research (SBIR). Le programme SBIR, également connu sous le nom de America's Seed Fund, accorde un financement de démarrage aux petites entreprises américaines pour soutenir la recherche et le développement à haut risque et à haut rendement de nouvelles technologies. En 2016, OKSI a reçu un prix NOAA SBIR Phase I pour développer un instrument capable d'analyser les gaz sous-marins, en particulier le méthane et ses isotopes. La société a obtenu un financement de phase II en 2017.

L'effort s'est depuis transformé en une collaboration de phase III avec PMEL. OKSI et NOAA PMEL ont été financés en 2019 par le biais d'une subvention du National Ocean Partnership Program (NOPP) avec le soutien de NOAA Ocean Exploration pour poursuivre le développement du spectromètre de méthane et le déployer en eau profonde. En 2021, PMEL et OKSI ont réalisé avec succès des mesures de concentration de méthane en eau peu profonde à Puget Sound. Le test de Puget Sound a montré que l'instrument peut prendre des mesures de concentration de méthane in situ et rapporter ces mesures en temps réel à un opérateur à bord d'un navire avec un taux de mise à jour environ toutes les 6 minutes.

Pour le nouvel instrument spectromètre, il est important de vérifier que les mesures in situ concordent avec l'échantillonnage et l'analyse discrets établis pour la concentration de méthane et le rapport isotopique du carbone. L'échantillonneur de fluide hydrothermal PMEL, développé pour la première fois en 1998, fournira des fluides hydrothermaux chauds à partir d'évents diffus avec des concentrations élevées de méthane au spectromètre de méthane et prélèvera simultanément des échantillons discrets coordonnés pour l'analyse en laboratoire de la concentration et du rapport isotopique du carbone afin d'étalonner les mesures in situ de l'échantillonneur de méthane. Tamara Baumberger prélève des échantillons dans des échantillonneurs spécialisés étanches aux gaz pour l'analyse des concentrations d'isotopes de carbone et de méthane.