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中新網(wǎng)青島12月7日電 (蔡亞群)中國科學(xué)院海洋研究所(簡稱“中科院海洋所”)12月7日發(fā)布消息稱，經(jīng)過近三年的試驗(yàn)驗(yàn)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(tuán)隊(duì)在南海構(gòu)建了中國首個(gè)深海原位拉曼光譜實(shí)驗(yàn)室，并實(shí)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(dòng)力學(xué)過程、冷泉生物群落的長期原位觀測與現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)。
研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、中科院海洋所研究員張鑫表示，其團(tuán)隊(duì)自2008年開始使用拉曼光譜系統(tǒng)對深海熱液、冷泉活動(dòng)的理化環(huán)境進(jìn)行相關(guān)研究。此次構(gòu)建的深海原位光譜實(shí)驗(yàn)室實(shí)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?zé)o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(diǎn)、間斷探測等不足，無法適應(yīng)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(shí)際應(yīng)用情景，因此需要一個(gè)針對深海熱液冷泉活動(dòng)理化環(huán)境開展坐底式的長時(shí)、連續(xù)、多點(diǎn)原位探測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對深海的長期原位觀測與可控實(shí)驗(yàn)。
張鑫說，作為深海原位光譜實(shí)驗(yàn)室的核心部件，由該團(tuán)隊(duì)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(xué)系統(tǒng)分時(shí)復(fù)用技術(shù)設(shè)計(jì)，通過光路切換開關(guān)，切換4個(gè)通道的拉曼探頭與激光器、光譜儀等光學(xué)器件的光學(xué)通路，實(shí)現(xiàn)4個(gè)通道的拉曼探頭對艙內(nèi)關(guān)鍵光學(xué)器件的分時(shí)復(fù)用，進(jìn)而實(shí)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(biāo)物的長期原位監(jiān)測。
同時(shí)，該系統(tǒng)具備在線調(diào)試、離線自容模式，可根據(jù)深海目標(biāo)物及探測環(huán)境的實(shí)際情況決定光譜探測參數(shù)、制作模板文件，且可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開關(guān)機(jī)，并按照模板文件采集光譜，完成光譜采集后自動(dòng)保存光譜，適應(yīng)深海長期布放。
據(jù)介紹，深海原位光譜實(shí)驗(yàn)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(gè)通道的拉曼探頭會被深海ROV放置在不同的探測區(qū)域，實(shí)現(xiàn)對深海熱液冷泉物理化學(xué)環(huán)境進(jìn)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(dá)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(xué)假說。”
據(jù)悉，該研究得到國家自然科學(xué)基金、山東省自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)專項(xiàng)等項(xiàng)目聯(lián)合資助。目前，該深海原位拉曼光譜實(shí)驗(yàn)室已在中國南海實(shí)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(nèi)部甲烷氧化過程的長期原位探測與現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，并在深海冷泉、熱液等區(qū)域常態(tài)化運(yùn)行。
