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中新網(wǎng)青島12月7日電 (蔡亞群)中國科學院海洋研究所(簡稱“中科院海洋所”)7日發(fā)布消息稱，經(jīng)過近三年的試驗驗證，依托自主研發(fā)的世界首套深海多通道拉曼光譜探測系統(tǒng)搭載深海坐底長期觀測系統(tǒng)，該所研究團隊在南海構建了中國首個深海原位拉曼光譜實驗室，并實現(xiàn)了對冷泉(海底天然氣滲漏)噴口流體、天然氣水合物(可燃冰)動力學過程、冷泉生物群落的長期原位觀測與現(xiàn)場實驗。

研究團隊負責人、中科院海洋所研究員張鑫表示，其團隊自2008年開始使用拉曼光譜系統(tǒng)對深海熱液、冷泉活動的理化環(huán)境進行相關研究。此次構建的深海原位光譜實驗室實現(xiàn)了深海熱液冷泉探測從“看一看”到“測一測”的跨越。

張鑫介紹說，受成本限制，此前使用的基于ROV(遙控無人潛水器)等深潛器的單通道拉曼光譜探測系統(tǒng)，存在單點、間斷探測等不足，無法適應深海熱液冷泉不同噴口流體成分各異、非穩(wěn)態(tài)的熱液冷泉流體連續(xù)噴發(fā)等實際應用情景，因此需要一個針對深海熱液冷泉活動理化環(huán)境開展坐底式的長時、連續(xù)、多點原位探測系統(tǒng)，實現(xiàn)對深海的長期原位觀測與可控實驗。

張鑫說，作為深海原位光譜實驗室的核心部件，由該團隊自主研發(fā)的世界首套深海多通道拉曼光譜探測系統(tǒng)，創(chuàng)新采用光學系統(tǒng)分時復用技術設計，通過光路切換開關，切換4個通道的拉曼探頭與激光器、光譜儀等光學器件的光學通路，實現(xiàn)4個通道的拉曼探頭對艙內關鍵光學器件的分時復用，進而實現(xiàn)對深海熱液、冷泉系統(tǒng)中流體、固體、氣體等不同相態(tài)目標物的長期原位監(jiān)測。

同時，該系統(tǒng)具備在線調試、離線自容模式，可根據(jù)深海目標物及探測環(huán)境的實際情況決定光譜探測參數(shù)、制作模板文件，且可實現(xiàn)自動開關機，并按照模板文件采集光譜，完成光譜采集后自動保存光譜，適應深海長期布放。

據(jù)介紹，深海原位光譜實驗室的搭建是在深海ROV的輔助下完成的，深海多通道拉曼光譜探測系統(tǒng)上4個通道的拉曼探頭會被深海ROV放置在不同的探測區(qū)域，實現(xiàn)對深海熱液冷泉物理化學環(huán)境進行長期原位觀測。探測完畢后，將再次借助深海ROV收回探頭，等待科考船對其完成回收。

張鑫說：“深海熱液噴口流體對海洋環(huán)境的影響范圍可達四千余公里。深海探測可輔助研究熱液冷泉等極端環(huán)境對于海洋生態(tài)與全球氣候變化的影響，并可探究生命是否起源于海洋等科學假說?！?/p>

據(jù)悉，該研究得到國家自然科學基金、山東省自然科學基金、中國科學院戰(zhàn)略性先導專項等項目聯(lián)合資助。目前，該深海原位拉曼光譜實驗室已在中國南海實現(xiàn)了冷泉噴口流體中主要成分、天然氣水合物與深海環(huán)境的耦合變化過程、冷泉生物群落內部甲烷氧化過程的長期原位探測與現(xiàn)場實驗，并在深海冷泉、熱液等區(qū)域常態(tài)化運行。(完)

標簽： 拉曼光譜 光譜實驗室 天然氣水合物