SØKNAD OM TOKTTILLATELSE

Transkript

1 UiT Norges Arktiske Universitet Centre for Arctic Gas Hydrate, Environment and Climate (CAGE) Oljedirektoratet Deres ref.: Vår ref.: UiT Toktsøknad Buenz2017 Dato: Postboks STAVANGER SØKNAD OM TOKTTILLATELSE Universitetet i Tromsø (UiTø) og Senter for Fremragende Forskning på Arktiske Gass Hydrat, Klima og Miljø (CAGE) ved institutt for geovitenskap søker med dette om tokttillatelse for følgende maringeologiske tokt med F/F Helmer Hanssen: 1) for perioden 6 25 Juli 2017; 2) for perioden 3 6 August En detaljert beskrivelse av utstyr brukt på toktene finnes i vedlegg 1. Oversiktskort over arbeidsområdene på toktet finnes i vedlegg 2. Beskrivelse av tokt 1: Toktleder: Stefan Buenz, Universitetet i Tromsø Tidspunkt: (Tromsø - Longyearbyen) Arbeidsområder (Fig. 1 & 2): Barentshavet Bjørnøyrenna (nordflanken), Kontinentalskråningen vest for Svalbard, Vestnesa Ryggen, Fram stredet Metoder: Multistråle-ekkolodd (havbunnsoppløsning ca 50 x 50 m), høyoppløselig 2D og 3D seismikk (lufkanon (GI og mini-gi) og Chirp sub-bottom profiler (2-8 khz), 25 m lang hydrofonkabel), havbunnsseismikk, CTD, kjerneprøvetaking. NO-9037 Tromsø postmottak@uit.no Sentralbord: Faks: stilling Fornavn Etternavn fornavn.etternavn@uit.no Tlf xx xx Faks xx xx

2 Prosjekt og formål: CAGE Senter for fremragende forskning på Arktisk gasshydrat, klima og miljø. Formål: Innsamling av 2D, 3D og havbunns-seismiske data for å studere gas hydrat og metanutslipp fra havbunnen og dennes effekter på havforsuring og for klima. Undersøkelse og forståelse av naturlig gass lekkasje langs nordflanken av Bjørnøyrenna. Undersøkelse av nye abiotiske metankilder langs den midt-oseanske ryggen. Innsamling av seismiske data over planlagte lokasjoner i Fram stredet for boring ifm søknad til IODP. Merknad: Undersøkelsene vil bli utført innen norsk territorie, og utenfor 12 nautiske mil grense. Soft-start ved seismik og akustik vil bli utført. Skipperne til F/F Helmer Hanssen vil som vanlig overvake dyreaktivitet i de arbeidsområdeneog det vil bli stopp av seismiske undersøkelser om dette er observert. Beskrivelse av tokt 2: Toktleder: Benedicte Ferre, Universitetet i Tromsø Tidspunkt: (Tromsø - Longyearbyen) Arbeidsområder (Fig. 2): Kontinentalskråningen vest for Svalbard Metoder: CTD, vannprøvetaking. Prosjekt og formål: CAGE Senter for fremragende forskning på Arktisk gasshydrat, klima og miljø. Formål: Opphenting av en av CAGE sine havbunnsobservatorier, CTD og vannprøvetaking for undersøkelse av vannmassene og dennes metaninnhold. 2

3 Vedlegg 1: Detaljert beskrivelse av utstyr brukt på toktene med F/F Helmer Hanssen Vedlegg 2: figurer med kort som viser studieområdene for UiT-toktetene som søkes tillatelse om. Kopi: - Benedicte Ferre, CAGE, UiT - JohnnyJohansen, Fartøyseksjonen, BFE fakultetet, UIT - Inger Solheim, kontorsjef, Institutt for geologi, UiT 3

4 Vedlegg 1 detaljert beskrivelse av utstyr brukt på toktene med F/F Helmer Hanssen Multistråle ekkolodd system Kongsberg EM 300 som kjører på 30 khz og kartlegger bathymetrien til havbunnen til en dybde av opptil 5000 m. Systemet bruker 135 beams per ping på ei swathbredde av 150 grader. Oppnåelig swathbredde på en flat bunn vil normalt være om lag fem ganger vanndyp. Frekvenser i området fra 30 til 34 khz er brukt for å kode de ulike beams. CTD Seabird s (SBE) 911plus CTD instrument brukes for oseanografiske målinger (konduktivitet, temperatur, trykk, turbiditet). Dette instrument henger på en ramme som blir senket ned i vannet til litt over havbunn og opp igjen. Sub-bottom ekkolodd 3300-HM fra Edgetech (Chirp) 3300-HM Sub-Bottom Profilering System er en høy oppløselig bredband frekvensmodulert (FM) sub-bottom profiler som bruker EdgeTech proprietære Full Spectrum Chirp teknologi for å generere 2D snitt bilder av havbunnen og samle digitale refleksjonsseismiske data over mange frekvensområder. Den 3300-HM overfører en FM-puls (også kalt en "chirp puls") som er lineært fordelt over et bredt spekter frekvensområde. Dette systemet har den unike evnen til å gi høyoppløselige bilder av undergrunnen. Noen eksempel for anvendelse er: kartlegging fluider og flytende leire til en oppløsning på 8 cm Sediment klassifisering Scour / erosjon undersøkelser i elver, bekker og isbreer Marine geotekniske undersøkelser Geologiske undersøkelser Arkeologiske undersøkelser Kartlegging Clam populasjoner Frekvensområde 1,5 til 12 khz Penetration (typisk) i grove kalkholdig sand 6 m, i leire 80 meter Åpningsvinkel 4 X khz senterfrekvens 24º 6 khz senterfrekvens 20 º Utgangseffekt 2000W / 4000W (justerbar mellom 0-100%) Acoustic Power Om 212 (ved2000w) / 218 (ved4000w) db ref. 1μPa peak på senterfrekvensen av systemet 4

5 Seismisk utstyr Seismisk utstyr på F/F Helmer Hanssen er tilpasset en høyoppløselig kartlegging av undergrunnen ved bruk av små kilder med liten samlet volum. Det brukes kun opp til to GI eller mini-gi kanoner som kilder for alle seismiske experimentene (2D og 3D) utført av Universitetet i Tromsø. Det gir en betydelig mindre energimengde enn ved konvensjonell industri seismikk hvor det brukes kanoner samtidig. GI kanon er en pneumatisk seismisk kilde, som er konstituerte av 2 uavhengige luftkanoner i samme hus. Den første Air Gun kalles GENERATOR, som det genererer primære puls. Den andre er kalt INJEKTOR, som injiserer luft inn i boblen produsert av generatoren. Det brukes til å kontrollere og å redusere svingninger i boblen skapt av generatoren. Hver kanon har sin egen reservoar, sin egen shuttle, sitt eget sett med eksos-porter, og sin egen magnetventil. Slik fungerer det: Fase 1: Generatoren er avfyrt. Eksplosjonen av trykkluft produserer den primære puls og boblen begynner å ekspandere. Fase 2: Når boblen nærmer seg sin maksimale størrelse, omfatter den INJEKTOR portene og dens indre press er langt under utsiden hydrostatisk trykk. På denne tiden injekterer INJECTOR luften direkte inn i boblen. På grunn av den kvasi-statiske tilstanden boblen har, er timingen ikke kritisk. Fase 3: Volumet av lufta utgitt av injektoren øker indre trykket på boblen, og forminsker og saktegjører dens kollaps. Svingninger av boblen og den resulterende sekundære trykkbølgen er redusert og re-formet. Mest vanlig så skytes kun en kanon avhengig av vanndyp og ønsket oppløsning. GI kanonene har en volumen av 90 in 3 (G 45 / I 45) og 210 in 3 (G 105 / I 105). I noen tilfeller skytes begge GI kanonene samtidig. Det vil da bli den størst mulige kilden som brukes på F/F Helmer Hanssen med en samlet volumen av 300 in 3. Trykken som brukes for skytingen ligger alltid på 135 bar (ca 2000 psi). Bruker man sistnevnte konfigurasjon for å regne ut samlet energimenge så kommer man på en verdi av nærmere 0,5 MPa-m eller 5 bar-m. Det gi en Amplitude på opp til 188 db ved 10 Hz. Dvs at det er en betydelig lavere energimengde enn ved konventionelle indutriseismikk. For veldig høyoppløselige seismiske studier bruker UiT sine mini-gi kanoner som hver har en volum av 60 in 3 (G 30 / I 30) eller redusert på 30 in 3 (G 15 / I 15). I de fleste tilfellene brukes kun en kanon med redusert volum på total 30 in 3. Soft-start ved seismik og akustik vil bli utført. Hydrofonkabel Det brukes opp til 25 m lange hydropfonkabel som mottaker. Kablene er lette og har liten diameter (38 mm) og er dermed enkelt å handtere med hånd eller liten winsj. Kablene er av en «solid state» type, dvs ikke fylt med silikonolje, og er en miljøvenlig type streamer. Under 3D seismisk data innsamling brukes det 8-12 kabler paralelt ved siden av hverandre. Kablene henger da på en kabel som towes på tvers (kryss kabel) gjennom vannet på en lengde av omtrent 120 m. 5

6 Paravaner Det brukes spesille paravaner (dører) for å spenne kryss kabelen til 3D seismikk. Disse er veldig likt trawldører men har en flyteenhet slik at de svømmer på overflaten. Havbunnsseismikk Det brukes autonome enheter (havbunnsseismometer = ocean-bottom seismometer (OBS)) for å registrere seismiske bølger på havbunnen. Den består av en titan ramme med oppdrift laget av syntaktiske skum med en akustisk utløser, og en digital data recorder i en egen trykksylinder. En hydrofon og en 3-komponent geophone brukes for å måle seismiske bølger. Tromsø OBS har en 4.5 Hz geophone. Hele systemet kan brukes opp til en vanndyp på 6000 m. En jernvekt er festet til OBS via akustiske utløse systemet, slik at det synker til havbunnen etter utsetting til havs. Når seismiske eksperimentet er fullført, er OBS løslatt fra vekten ved å sende en akustisk kode og den stiger til havoverflaten av dens oppdrift. OBS vil så blir hentet tilbake om bord Kjernetakeprøving Kjernetakeprøving er utført med gravity corer (max core lengde 6 m, ytre diameter 110 mm), piston corer (max core lengde 12 m, ytre diameter 110 mm), boks corer (50 x 50 x 50 cm) og multi corer (6 kjerne liners, ytre diameter 110mm, lengde ca 0.7m). Bortsett piston corer som også bruker et piston system, bruker alle andre prøvetakingsmetodene kun tyngdekraften for å trykke et rør for prøvetaking av sedimentene inn i havbunnen. 6

7 Vedlegg 2: 2 figurer over studieområdene for UiT-toktetene. Fig. 1: Et av arbeidsområde for tokt 1 i Barentshavet langs nordflanken av Bjørnøyrenna er indikert med rød ramme. 7

8 Fig. 2: Arbeidsområde for tokt 1 på kontinentalmarginen vest for Svalbard er indikert med rød ramme. Arbeidsområde for tokt 2 er indikert med gul ramme 8