Bohrkern Extrusionsverfahren bei Millimeter-Auflösung ein kalibriertes, Gewindestange Mit

Das übergeordnete Ziel dieser Sedimentextrusionsmethode im Millimetermaßstab ist es, die in den Sedimentaufzeichnungen aufgezeichneten Ereignisse durch Verbesserung der Probenauflösung vollständig zu charakterisieren. Diese Methode kann helfen, Schlüsselfragen in den Bereichen Ozeanographie und Limnologie zu beantworten, z. B. welche Ereignisse in den Sedimentaufzeichnungen auf jährlicher, bis unterjährlicher Skala aufgezeichnet werden und wie sich diese Ereignisse manifestieren. Der Hauptvorteil dieser Technik ist die Verbesserung der Probenauflösung.

Forschungstechniker aus meinem Labor, Bryan O'Malley und Erika Fridrik, werden das Verfahren vorführen. Sammeln Sie einen Sedimentkern, der einen Meter oder weniger groß ist. Führen Sie einen Kunststoffpuck mit dem gleichen Durchmesser wie das Rohr in den Boden des Kerns ein.

Fahren Sie nun entweder sofort mit der Extrusion fort oder verpacken Sie den Kern. Um ihn zu verpacken, führen Sie einen zweiten Puck in das andere Ende des Rohrs ein und drücken Sie ihn vorsichtig nach unten, bis sich der Puck knapp über der Sedimentschnittstelle befindet. Verschließen Sie als Nächstes die Enden des Rohrs und verschließen Sie die Kappen mit Isolierband.

Beschriften Sie dann die obere Kappe mit den Probenahmeinformationen und lagern Sie den Kern je nach Analyse gefroren oder bei Raumtemperatur. Beginnen Sie mit der Vorbereitung der beschrifteten Teilprobengefäße. Wählen Sie geeignete Gefäße basierend auf der Art der Analyse aus.

Halten Sie auch sterilisierte Schutzausrüstung bereit. Montieren und sterilisieren Sie dann alle notwendigen Schneidwerkzeuge. Wenn der Kern gelagert oder konserviert wurde, entfernen Sie zuerst die untere Kappe mit einer Klinge.

Übertragen Sie dann den Kern mit dem Vakuum im Rohr in den Extruder, um den Kern an Ort und Stelle zu halten. Setzen Sie das Kernrohr vorsichtig auf den Kolben und befestigen Sie den Kern mit den Klammern. Stellen Sie nun sicher, dass sich mindestens fünf Zentimeter Kernrohr über der obersten Klemme befinden, um den Probenahmekragen zu montieren.

Entfernen Sie anschließend die obere Kappe und setzen Sie den Probenahmekragen auf das Kernröhrchen. Richten Sie den Kragen bündig mit der obersten Ausdehnung des Röhrchens aus, da sonst die Probe verloren gehen kann. Fahren Sie fort, indem Sie das Wasser über dem Sediment durch Aspiration entfernen.

Bewahren Sie bei Bedarf eine Probe auf. Drehen Sie anschließend den Kolben, um die Oberfläche des Sediments mit der Oberfläche des Probenahmekragens auszurichten. Stellen Sie nun die Probengröße ein, eine volle Kolbendrehung bewegt den Kragen um zwei Millimeter

Das Bohrgerät ist mit einer Acrylplatte ausgestattet, die einen Innendurchmesser des Probenahmekragens hat. Verwenden Sie diese Platte, um den ersten Probenschnitt durchzuführen. Bewegen Sie dann die Teilprobe langsam zum Rand des Probenahmekragens und bereiten Sie ein Sammelgefäß vor.

Schieben Sie dann das Sediment in das Probenahmegefäß. Entfernen Sie als Nächstes das verbleibende Sediment um den Kragen, die Platte und alle anderen Oberflächen und übertragen Sie es in das Auffanggefäß. Der schwierigste Aspekt des Verfahrens besteht darin, sicherzustellen, dass Sie von jeder Probe die gesamte Masse des Sediments beproben.

Daher muss bei der Verwendung der verschiedenen Geräte darauf geachtet werden, dass das gesamte Sediment vom Sedimentkern in den Behälter transportiert wird. Bevor Sie fortfahren, reinigen Sie die Probenahmewerkzeuge und den Probenahmekragen mit entionisiertem Wasser und desinfizieren Sie diese Geräte. Nachdem Sie das Gefäß verschlossen haben, fahren Sie mit der Entnahme aller erforderlichen Teilproben auf die gleiche Weise fort.

Nachdem alle Proben gesammelt wurden, setzen Sie den Extruder zurück. Platzieren Sie ein Gummiband um den Kolben in der Nähe seiner Basis, um die größte Stabilität zu gewährleisten. Spannen Sie dann das Gummiband um den Kopf eines Bohrers.

Drehen Sie nun den Kolben mit einer niedrigen Bohrdrehzahl, bis er die gewünschte Höhe über dem Boden des Extruders erreicht. Im Dezember 2010 wurden aquatische Sedimentkerne entnommen und in Zwei-Millimeter-Schritten für die Oberflächentiefe von 15 Zentimetern beprobt. Der Zeitpunkt des Deepwater Horizon-Ereignisses wurde mit Hilfe einer gepaarten, kurzlebigen Radioisotopen-Geochronologie bestimmt.

In den Teilproben wurden mehrere Parameter analysiert. Mit dem Deepwater Horizon-Ereignis kam es zu einem dramatischen Anstieg der aliphatischen Gesamtkonzentration und zu einer Abnahme der Gesamtdichte der benthischen Foraminiferen. Es gab auch Veränderungen in den redoxempfindlichen Metallkonzentrationen, was auf weniger Oberflächensauerstoff hindeutet.

Die gleichen Faktoren wurden auch auf der Zentimeterskala analysiert. Auf dieser Skala wurden die Änderungen der aliphatischen Konzentrationen, die Änderungen der redoxempfindlichen Metalle und die Änderungen der benthischen Foraminiferendichte durch gröbere Probenahmen verringert. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie man aquatische Sedimentkerne mit Millimeterauflösung extrudiert.

Einmal gemeistert, kann diese Technik in etwa zwei bis vier Stunden durchgeführt werden, abhängig von der Abtastauflösung und der Länge des Kerns. Nach diesem Verfahren können viele physikalische, chemische und biologische Analysen an den Sediment-Teilproben durchgeführt werden, und nach ihrer Entwicklung ebnete diese Technik den Weg für Forscher im Golf von Mexiko, die sedimentäre Ölablagerung und ihre nachfolgenden Auswirkungen nach dem Deepwater Horizon-Ereignis vollständig zu dokumentieren. Während dieses Verfahren in erster Linie im Zusammenhang mit einer Ölpest im Meer angewendet wurde, hat es Anwendungen in allen Bereichen der Ozeanographie und Limnologie gebracht.