Bildet er tatt ved Mohnsryggen på nærmere 1 200 meters dyp. Til venstre ser vi en Seabed Excavator med FlexiCore som utfører boringer på en utvalgt høyde i det undersjøiske landskapet. En ROV sørger for assistanse og arbeidslys. En tredje ROV filmet operasjonen. Foto: Senter for dyphavsforskning, UiB
Denne saken ble først publisert (digitalt) i GEO 2024. Bestill magasin og årets kalender her
Dyphavet er bekmørkt, men de to fjernstyrte undervannsfartøyene sørger for godt med «arbeidslys» for boremaskinen som står på havbunnen i det kuperte, ugjestmilde terrenget som utgjør den undersjøiske fjellkjeden som strekker seg gjennom Norske- og Grønlandshavet og videre nordover mot Polhavet.
Forskerne følger med på – og styrer – maskinene via skjermer på skipet som dupper i havoverflaten tusen meter over havbunnen.
Operasjonen i dyphavet er unik. Aldri tidligere har tre fjernstyrte maskiner jobbet i parallell i dette øyemed i de dypere delene av norske farvann. Dataene og de fysiske prøvene – og erfaringene – de så langt har skaffet til veie, kan spille en viktig rolle i prosessen som kan lede til en ny marin næring basert på dyphavsmineraler i Norge.
Tverrfaglig tokt med flere mål
– Vi har testet nye teknologier og undersøkt hvordan vi kan utføre flere operasjoner knyttet til miljøundersøkelser, overvåking og leting parallelt. Ved å kombinere slike operasjoner, kan vi bidra til å effektivisere kunnskapsinnhentingen og minimere miljøavtrykket av dem, forteller Anette Broch Mathisen Tvedt.
Hun er administrerende direktør i Adepth Minerals, én av aktørene som har posisjonert seg som leteselskap og teknologiutvikler i forkant av en mulig kommende lisensrunde for dyphavsmineraler på norsk sokkel.
Tvedt er også leder for forskningsprosjektet EMINENT som har som mål å akselerere innhentingen av kunnskap om dyphavet og dets geologi, miljø og mineralressurser, og utvikle og teste teknologi som er relevant for disse formålene. Dette arbeidet er helt essensielt før en ny næring kan ta steget videre og starte letevirksomhet på norsk sokkel og utvikle verdikjeder med utgangspunkt i dyphavsmineraler.
I desember kom regjeringspartiene sammen med Høyre og Fremskrittspartiet til enighet om at de vil åpne for mineralvirksomhet på norsk sokkel. I januar var åpningen et faktum. Rammeverket er skjerpet, og det legges vekt på at fremtidige utvinningsprosjekter skal møte strenge miljø- og miljøkartleggingskrav. Behovet for et sterkere kunnskapsgrunnlag om økosystemene og mineralforekomstene er uttrykkelig fastslått.
I mai 2023 la de 15 partnerne i EMINENT ut på sitt første felles tokt – Deep Insight – til Mohnsryggen for å teste lete- og miljøundersøkelsesteknologier og samle miljødata i krevende, men relevante omgivelser.
Oljedirektoratet forteller oss at det kan befinne seg store mineralressurser i sulfidavsetninger langs midthavsryggen. Forekomstene har blitt dannet der kokhett, mineralrikt vann har trengt opp til havbunnen og raskt blitt avkjølt. Det medfører operasjonelle utfordringer å skulle gjennomføre undersøkelser og eventuell fremtidig utvinning i slike omgivelser. Midthavsryggen ligger langt fra land, terrenget kan være svært kupert, og forekomstene befinner seg gjerne på flere kilometers dyp.
Det krever det ypperste av teknologiske løsninger som kan fungere effektivt og driftssikkert, samtidig som det miljømessige avtrykket holdes minimalt.
FlexiCore
Én av de sentrale teknologiene som ble testet under toktet er FlexiCore. Løsningen, som har blitt utviklet av Adepth Minerals i samarbeid med Seabed Solutions og DeepOcean, er et konsept for kjerneboring i dyphavet.
– Borekjerner er helt essensielle for å forstå geologien i et område. Da havbunnsmineralloven hadde tredd i kraft og åpningsprosessen ble igangsatt, så vi at eksisterende løsninger var dyre og manglet fleksibilitet for å fungere godt i dyphavet, forklarer Tvedt.
De tre selskapene sikret seg midler fra Innovasjon Norge i 2021, og kunne dermed designe og bygge sitt eget utstyr som er tilpasset små operasjoner på store havdyp. Kriteriene var at utstyret kunne levere fleksibilitet når operatøren har behov for å bore i ulendt terreng, bestemme vinkler og justere boringene underveis. Resultatet var FlexiCore.
Løsningen består av kjerneboringsutstyr som er montert på en verktøybærer, Seabed Excavator.
– Vi har nå testet og videreutviklet teknologien i flere runder – først på land, deretter ved kaia, siden i grunne havområder, og nå endelig i dyphavet.
Prosjektlederen bekrefter at FlexiCore gjorde jobben sin på Mohnsryggen. Konseptet er testet og har virket under de forholdene den er designet for.
Mer effektivt, lavere kostnader – og mye mer data
Blant deltakerne på toktet var Lars-Kristian Trellevik, Chief Sustainability and Operations Officer i Adepth Minerals. Han gir oss tre konkrete eksempler på hvilke teknologier som nå er testet og verifisert i et realistisk miljø.
– Vi har tatt med oss hjem tre proof of concepts (konseptbevis) som er vesentlige for hvordan vi kan gå videre med utforskning av dyphavet, både med hensyn på geologi og ressurser, men også biologi og økologisk miljø.
Det første konseptet Trellevik sikter til, er kjerneboring med bruk av FlexiCore.
– Vi hadde flere erfarne borefolk med oss på toktet som har drevet boring på land i en mannsalder. Vi møter stort sett de samme utfordringene når vi borer i dyphavet, og der en på land bruker hender og hammer for å håndtere utfordringene, brukte vi en ROV med sine mekaniske og noe stivere armer.
Uttestingen på drøyt 1 000 meters dyp demonstrerte at den fjernstyrte undervannsfarkosten som assistent i boreprosessen var i stand til å løse alle utfordringene toktdeltakerne møtte på.
– Dette var et stort steg fremover. FlexiCore-løsningen med hjelp fra en ROV lar oss operere i områder der borerigger som krever flatt terreng ikke kan settes. Vi kan bore der vi ønsker, og ikke kun der utstyret tillater det. Når vi kan bore i vinkel og med vinkel, åpner det for boringer i slikt terreng vi vanligvis assosierer med midthavsryggen. Derav navnet FlexiCore.
Han legger til at løsningen også er rimeligere og har et helt minimalt miljøavtrykk under operasjoner sammenliknet med andre dyphavsboreløsninger.
«Arbeidsgjengen» på havbunnen bestod som nevnt av tre fjernstyrte maskiner. På fagspråket kaller man dette parallelle operasjoner, eller simops. Og dette er det andre konseptet som nå er demonstrert.
– Parallelle operasjoner er standard i industrien jeg har bakgrunn fra, subsea og berging av skipsvrak/last. Vi har årevis med erfaring på bruk av to-tre ROVer på 5-6 000 meters dyp, fremholder operasjonslederen.
Det er likevel lov å kalle scenen som utspilte seg på havbunnen ved Mohnsryggen unik. For dette er kanskje første gangen simops har blitt gjennomført for geologisk og biologisk forskning og for teknologiuttesting relatert til utforskning av marine mineralressurser. Boreriggen hadde i oppgave å bore, den ene ROVen fungerte som boreassistent og geologisk prøvetaker, og den andre ROVen drev hovedsakelig biologisk miljøkartlegging.
– Parallelle operasjoner er helt essensielt for å drive ned kostnadene og jobbe mer effektivt. Resultatet er at vi har skaffet mye mer data enn hva som har blitt gjort på andre tokt i dyphavet, og det har vi gjort ved å kombinere det beste fra forskning og industri på ett felles skip.
Det var mye dårlig vær i Norskehavet gjennom toktperioden, noe som førte til flere avbrudd i operasjonene. Men det var ikke uventet. Kanskje ei heller fullstendig uønsket.
– Alle utfordringene vi støtte på mens vi var til sjøs, lot oss stressteste utstyret, teknologien og arbeidsmetodikken under realistiske forhold som det er ment for å fungere under, påpeker Trellevik.
Storm og høye bølger lot ikke minst toktdeltakerne få teste og verifisere det tredje konseptet, som vi kort og godt kan kalle en stikkontakt.
– Som en del av FlexiCore har vi også utviklet en såkalt multistab (flerport) der vi kobler på kabelen som gir strøm og kontrollinformasjon til boreriggen fra skipet.
Vanligvis må operasjoner på havbunnen avbrytes ved dårlig vær, og alt utstyr må løftes opp på dekk, for deretter å senkes ned igjen under roligere forhold. Dette gir mye nedetid, i tillegg til at avbrutt boring kan resultere i at påbegynte borehull kan kollapse.
Ifølge Trellevik kan de med multistab-løsningen rett og slett trekke ut støpselet fra stikkontakten for å koble seg løs fra boreriggen, og la den stå i sin arbeidsposisjon til de siden, under bedre værforhold, kan senke kabelen og koble seg på igjen.
– Dette har en stor implikasjon for hvor mye vi kan få boret i løpet av et tokt, mener Trellevik.
Han legger imidlertid ikke skjul på at avbruddene i operasjonene påvirket det totale antallet borekjerner som ble hentet. Det ble boret inntil 18 meter dypt i tre hull, og toktet resulterte i om lag 4 meter med kjerner, noe som var mindre enn ønsket.
Fant nåla i høystakken
De fire meterne er likevel nokså unike i norsk sammenheng. Til dels fordi vi knapt besitter borekjerner fra dyphavet fra tidligere. Men også fordi toktdeltakerne hadde valgt seg ut et område for boring som i etterkant viste seg å være noe av et lykketreff. Lokaliteten var en høyde langs nordflanken av Mohnsryggen.
– Vi boret rett inn i en sulfidavsetning. Det var overhodet ikke planlagt, og jeg vil kalle det å finne nåla i høystakken, smiler Rolf Birger Pedersen.
Pedersen er professor og leder ved Senter for dyphavsforskning ved Universitetet i Bergen. Det var Senter for dyphavsforskning som ledet toktet, og selv om Pedersen ikke deltok på skipet, har han vært sterkt involvert i planleggingen og gjennomføringen.
– Et av de vitenskapelige formålene med toktet var å bore i en forkastningsflate for å studere og lære mer om vannsirkulasjonen i undergrunnen og langs forkastninger, og interaksjonene mellom vann og bergarter.
Pedersen forklarer at massive sulfider gjerne dannes nettopp der dypt, mineralrikt vann kanaliseres opp mot havbunnen via forkastninger, og flere av de aktive hydrotermiske feltene vi kjenner til i våre farvann opptrer ved/nær forkastninger.
Professoren presiserer likevel at toktet ikke hadde som mål å påvise nye mulige malmforekomster i dyphavet, men at forskerne nå uansett skal gjøre sine analyser av borekjernene, og at disse vil være et bidrag til økt forståelse for mineralressursene på norsk sokkel.
For nestoren innen dyphavsforskning er det imidlertid grunnforskningen og geologien som er drivkraften, og han mener fremtidige vitenskapelige undersøkelser kan være tjent med å bruke FlexiCore, som kan vise seg å være en svært kostnadseffektiv løsning for marine kjerneboringer, både på grunt og dypt vann.
Kan øke kunnskapsgrunnlaget raskere
EMINENT-partnerne har et uttalt mål om å effektivisere kunnskapsinnhentingen i dyphavet ved å teste og utvikle nye teknologier og demonstrere at flere operasjoner kan utføres i parallell, samt minimere miljøavtrykket av dem.
Under toktet ble det gjort grunnundersøkelser i forkant av testingen av utstyr for å skaffe et bilde av hvordan den opprinnelige miljøtilstanden i området var. Deretter ble det samlet inn miljødata parallelt med teknologitestene. Disse dataene inkluderer prøver for å avgjøre biologisk mangfold og målinger av havbunnsstrømmer og vannkjemien.
Det skal også samles inn miljødata i tiden fremover.
– Vi har installert måleinstrumenter som skal samle data over tid. Vi planlegger å hente dem i 2024 og senere år for å se hva slags miljøavtrykk våre operasjoner eventuelt har gitt, opplyser Tvedt.
– Vi har nå vist at vi kan drive kartlegging i flere dimensjoner veldig effektivt og øke kunnskapsgrunnlaget mye raskere enn hva som har blitt gjort gjennom de siste 25 årene med dyphavsforskning i Norge. Når industri og akademiske fagmiljøer samler krefter, kan vi bidra med mye data fra dyphavet på rekordtid, avslutter Lars-Kristian Trellevik.
EMINENT består av Adepth Minerals, UiB, NTNU, UiT Norges arktiske universitet, NORCE, Future Materials Norwegian Catapult Centre, Akvaplan Niva, NOV, Aanderaa, DeepOcean, Shearwater, Aker BP, Seabed Solutions, Geoprovider og GCE Ocean Technology.
