中新網青島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”)12月7日發布消息稱，經過近三年的試驗驗證，依托自主研發的世界首套深海多通道拉曼光譜探測系統搭載深海坐底長期觀測系統，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場實驗。
工作人員為儀器設備的吊裝做準備工作。吳濤 攝
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對深海熱液、冷泉活動的理化環境進行相關研究。此次構建的深海原位光譜實驗室實現了深海熱液冷泉探測從“看一看”到“測一測”的跨越。
科考船回收儀器設備。 中科院海洋所供圖
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，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、非穩態的熱液冷泉流體連續噴發等實際應用情景，因此需要一個針對深海熱液冷泉活動理化環境開展坐底式的長時、連續、多點原位探測系統，實現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，由該團隊自主研發的世界首套深海多通道拉曼光譜探測系統，創新采用光學系統分時復用技術設計，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，進而實現對深海熱液、冷泉系統中流體、固體、氣體等不同相態目標物的長期原位監測。
同時，該系統具備在線調試、離線自容模式，可根據深海目標物及探測環境的實際情況決定光譜探測參數、制作模板文件，且可實現自動開關機，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上4個通道的拉曼探頭會被深海ROV放置在不同的探測區域，實現對深海熱液冷泉物理化學環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境對于海洋生態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。”
據悉，該研究得到國家自然科學基金、山東省自然科學基金、中國科學院戰略性先導專項等項目聯合資助。目前，該深海原位拉曼光譜實驗室已在中國南海實現了冷泉噴口流體中主要成分、天然氣水合物與深海環境的耦合變化過程、冷泉生物群落內部甲烷氧化過程的長期原位探測與現場實驗，并在深海冷泉、熱液等區域常態化運行。
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