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Dynamisches Autoklav-Kolbenlot (DAPC)

Kontakt:
Prof. Dr. G. Bohrmann
Dr. T. Pape
Das Dynamische Autoklav-Kolbenlot (DAPC) ist ein autonomes Beprobungsgerät zur Bergung flacher Sediment unter in situ hydrostatischem Druck, das von Bord eines konventionellen Forschungsschiffes eingesetzt werden kann. Es wurde im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung finanzierten Forschungsprojektes OMEGA (2000-2003) entwickelt und weiterhin in den Folgeprojekten METRO und SUGAR eingesetzt.
Das DAPC besteht aus einer Druckkammer und einem Kernschneidrohr und ähnelt in Funktion und Größe einem herkömmlichen Kolbenlot. Der Durchmesser des Kernliners ist 8,4 cm und die maximale Kernlänge beträgt 265 cm, was einem maximalen Kernvolumen von 13.988 mL entspricht. Am unteren Ende des Kernschneidrohrs ist ein Schneidschuh, der speziell zur Durchdringung gashydrat-führende Sedimente im Freifall-Modus entwickelt wurde, angebracht.
Nach dem Auslösen des DAPC am Meeresboden dringt das Kernrohr mitsamt dem Kernliner in das gashydrat-haltige Sediment ein, während der Kolben auf dem Meeresbodenoberfläche verbleibt. Durch Zug des Kolbens mithilfe des Windenkabels wird der Kernliner mit dem Sedimentkern durch ein Kugelventil, das sich zwischen der Druckkammer und dem Kernrohr befindet, in die Druckkammer gezogen. Schließlich wird die Druckkammer an ihrem oberen Ende durch den Kolben gasdicht verschlossen, während das Kugelventil am unteren Ende der Druckkammer in seine Verschlussposition gedreht wird.
Nach dem Einholen des eingesetzten DAPC auf das Schiffsdeck wird das Kernrohr entfernt. Die Druckkammer, die den hydrat-haltigen Druckkern enthält, wird zur Gas-Akkumulation am oberen Ende und zur quantitativen Entgasung in eine senkrechte Lagerung gebracht.
Transferkammern zur Segmentierung und Lagerung kürzerer Kernsegmente für die Visualisierung mittels Computer-Tomographie (CT) wurden im Rahmen des METRO-Projekts entwickelt. Diese Kammern wurden während der Expedition M72/3 erfolgreich eingesetzt.

Spezifikationen des Dynamischen Autoklav-Kolbenlots (DAPC)

Kernliner-Länge (max.)265 cm
Liner-Durchmesser8.4 cm
Liner-Volumen13.988 mL
TÜV-zertifizierter Druck140 bar (2.03 kpsi)
mit GRP
200 bar (2.90 kpsi)
mit CRP
Gewicht Druckkammer230 kg
Höhe Gesamtsystem700 cm
Durchmesser Gesamtsystem45 cm
Gewicht Gesamtsystemca. 500 kg
GRP = glass fibre reinforced plastic; CRP = carbon fibre reinforced plastic.

Literatur

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Feseker T, Pape T, Wallmann K, Klapp SA, Schmidt-Schierhorn F, Bohrmann G (2009) The thermal structure of the Dvurechenskii mud volcano and its implications for gas hydrate stability and eruption dynamics. Marine and Petroleum Geology 26:1812-1823. doi:10.1016/j.marpetgeo.2009.01.021

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Das DAPC wurde auf zahlreichen Schiffs-Expeditionen erfolgreich eingesetzt: