Greifswald, 21. Mai 2024 – Die Entdeckung und Analyse von Mineralien und Metallen in den Tiefen des Meeresbodens sind wesentliche Schritte zur Sicherung wichtiger Ressourcen für moderne Technologien wie Elektroautos und Windkraftanlagen. Bisher war dieser Prozess jedoch sehr aufwendig, mit Tauchrobotern, die Proben entnehmen und dann an Bord von Forschungsschiffen analysieren mussten. Eine innovative Methode, die Laser-induzierte Plasmaspektroskopie (LIBS) mit Doppelpulslaser, bietet nun eine umweltfreundlichere Alternative für die Erforschung der Tiefsee.
Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat in Zusammenarbeit mit dem Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie (INP) in Greifswald im Rahmen eines DFG-Projektes eine Methode entwickelt, die Materialien in einer Tiefe von 6.000 Metern unter dem Meeresspiegel umweltschonend analysiert. Diese Methode ermöglicht eine präzise Elementanalyse in Echtzeit und ersetzt die zeitaufwändige Probennahme direkt am Meeresboden.
Die Doppelpuls-Technik nutzt zwei Laserpulse, wobei der erste Puls eine Kavität an der Materialoberfläche erzeugt und der zweite Puls Material verdampft, um ein Plasma zu erzeugen, das die Elemente für die Spektroskop-Analyse enthält. Die Herausforderung liegt in dem hohen Druck unter Wasser, der die Schaffung aussagekräftiger Spektren für eine genaue Analyse erschwert.
Die aktuelle Forschung konzentriert sich auf die Analyse von Materialien unter einem Druck von bis zu 600 bar, der in Tiefen von 6.000 Metern unter der Wasseroberfläche herrscht. Durch die Optimierung der Laserparameter konnten die Messungen für diesen hohen Tiefseedruck verbessert werden. Geringe Verzögerungen zwischen den Laserpulsen und präzise Anpassungen der Messstartzeitpunkte für das Spektrometer sind entscheidend für die Qualität der Daten.
Die Forschungsergebnisse dieser bahnbrechenden Technologie wurden in verschiedenen Fachzeitschriften veröffentlicht, darunter „Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy“. Dieses wegweisende Projekt wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) finanziert und zeigt das Potenzial, die Tiefsee-Analytik zu revolutionieren und gleichzeitig die Umwelt zu schonen.