Исследование тайн планеты с помощью шельфового бурения

Глубоководное научно-исследовательское судно с помощью методов шельфового бурения раскрывает тайны планеты Земля

Глубоко под океаническим дном можно найти ответы на некоторые из самых значительных загадок планеты. Изучение постепенного движения земной коры и тектоники ее плит помогает разгадать эти загадки. Ученые на борту японского глубоководного научно-исследовательского бурового судна Тикю также называют их «воспоминаниями» нашей планеты.

Японское агентство геолого-морских наук и технологий (Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology, JAMSTEC) занимается исследованием природных явлений, от сейсмической активности до изменения климата, с помощью нескольких судов, в том числе и Тикю, в которых вся мощь технических средств для шельфового бурения поставлена на службу науке.

Несмотря на то что буровые райзерные системы обычно применяются в шельфовом бурении, JAMSTEC и Тикю первыми стали использовать их в научно-исследовательских целях. Бурение земной коры позволяет ученым Тикю собирать образцы и анализировать их на борту в режиме реального времени. Так они узнают, каким образом энергия, скрытая глубоко внутри нашей планеты, влияет на современную жизнь. «Во множестве образцов, собранных судном Тикю, есть совершенное невиданные вещи», — заявляет Тиаки Игараси (Chiaki Igarashi) из группы управления экспедициями в JAMSTEC.

Для реализации этих важных исследований агентство JAMSTEC обратилось к специалистам Swagelok за компонентами жидкостных и газовых систем, включая трубки и трубные обжимные фитинги, обеспечивающие требуемую надежность для работы в океанских глубинах.

«Чтобы добиться максимальной эффективности бурения на глубине более 7500 м ниже океанического дна, необходима продукция, отличающаяся стабильно высокой надежностью в тяжелейших условиях, — говорит Лена Маэда (Lena Maeda), проектный менеджер экспедиций в JAMSTEC. — Продукцию Swagelok высоко оценили инженеры на борту Тикю, и она отвечает потребностям наших ученых. Мы не можем представить себе продукцию других производителей в наших жидкостных и газовых системах».

Революционные исследования становятся возможны благодаря надежности

«Считается, что с вероятностью 70–80 % в ближайшие 30 лет произойдет еще одно сильное землетрясение в Нанкайской впадине, — заявляет Маэда. — Тикю уже долгое время занимается исследованием естественных причин, которые могли бы привести к такому землетрясению. Точные механизмы пока неизвестны, однако наши исследования позволили выявить характеристики, структуры и поведение геологических объектов в разломах на границе плит».

По словам Маэды, эти научные открытия стали возможными благодаря надежным системам. Тикю одновременно проводит бурение, сбор образцов и их анализ. Это длительный процесс, который может быть нарушен в случае малейших утечек, что может поставить под угрозу безопасность или стать причиной длительного простоя. Кроме того, судно нередко проводит в море долгое время. Возвращение к берегу для обслуживания может значительно нарушить планы.

«Рейсы не имеют точных сроков, а так как на Тикю есть вертолетная площадка, позволяющая транспортировать экипаж, судно может длительное время оставаться в море и проводить исследования, — поясняет Маэда. — Ученые проводят на борту максимум два месяца, а вот состав экипажа, обслуживающего судно, меняется через каждые 28 дней».

Обеспечение эффективности анализа

Газохроматографический анализ — один из основных способов, с помощью которых ученые на борту Тикю изучают образцы, поднимаемые со дна океана. Для эффективного анализа крайне важна стабильная подача технологических газов, и именно поэтому агентство JAMSTEC выбрало системы подачи и распределения газов Swagelok^® для использования в лабораториях Тикю, что позволило ученым не прерывать исследования в ходе длительных рейсов.

Помимо надежности удобные в применении газовые щиты гарантируют повышенную безопасность, устраняют отходы и помогают поддерживать чистоту газов. Компактность систем также помогла исследователям высвободить больше полезной площади на борту судна, обеспечив эффективное использование имеющегося оборудования.

Отношения, построенные на доверии

К моменту спуска Тикю на воду отношения JAMSTEC и Swagelok продолжались уже 30 лет. Помимо поставки качественных компонентов компания Swagelok предоставляла агентству консультации по самым разным системам на борту Тикю, а также услуги технического отдела и обучение.

«Инженеры технического отдела Swagelok хорошо разбираются в рабочих моментах, и мы можем обсудить планы без необходимости все подробно объяснять, — говорит Игараси. — Они предлагают решения с учетом специфики Тикю, которые отвечают нашим потребностям, поэтому мы надеемся продолжать работу с компанией Swagelok как можно дольше».

В ближайшем будущем, в августе 2021 года, Тикю отправится в экспедицию по программе неглубокого бурения. В ее рамках будут проведены исследования течения Куросио. Это сильное течение на западной границе разлома, переносящее тепло и водный пар в субарктические регионы из тропических широт Тихого океана и формирующее климат Восточной Азии, включая Японские острова. В октябре специалисты с Тикю получат данные из-под океанического дна о прошлых морских землетрясениях у берегов Японии.

«У Тикю остается еще одна более монументальная задача — достигнуть земной мантии, — продолжает Игараси. — Ведь Тикю построили специально для этого. Сбор образцов из глубин под дном океана — неизвестная ранее человечеству область. Еще никто не видел внутренней части Земли и не держал в руках ее образец. Мы, равно как и остальной экипаж Тикю, будем по-прежнему стремиться к этой цели».

Чтобы узнать подробнее о научных исследованиях, проводимых судном Тикю, посетите сайт JAMSTEC или начните отслеживать команду Тикю в Twitter. Хотите больше узнать, как инженеры технического отдела Swagelok и другие специалисты компании по жидкостным и газовым системам могут способствовать созданию уникальных и революционных систем? Ниже вы можете узнать подробнее о том, как мы можем помочь.

Узнайте больше о сервисах Swagelok