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我國(guó)成功構(gòu)建深海原位光譜實(shí)驗(yàn)室 光譜技術(shù)助力深海探測(cè)
2022-12-07 15:20:02化工儀器網(wǎng)閱讀量：443 我要評(píng)論
【化工機(jī)械設(shè)備網(wǎng) 技術(shù)前沿】近年來(lái)，隨著人類對(duì)海洋探索的逐漸深入，深海熱液、冷泉等極端環(huán)境已經(jīng)成為當(dāng)前海洋研究的重點(diǎn)研究對(duì)象之一。深海熱液、冷泉的極端環(huán)境中存在特殊的生態(tài)系統(tǒng)，熱液冷泉系統(tǒng)也有著特殊的地球化學(xué)性質(zhì)。探測(cè)和研究熱液、冷泉，對(duì)于深入了解地球演化過(guò)程，探索生命起源，以及深度開(kāi)發(fā)海底礦產(chǎn)資源等有著重要意義。
我國(guó)近海冷泉區(qū)主要有7個(gè)，南海海域分布6個(gè)，東海沖繩海槽1個(gè)，其中南海西沙海域的“海馬冷泉”是非常典型冷泉系統(tǒng)。因此南海也是我國(guó)研究冷泉的主要區(qū)域。據(jù)中國(guó)科學(xué)院海洋研究所消息，該所科研團(tuán)隊(duì)成功研制了國(guó)際上首套深海多通道拉曼光譜探測(cè)系統(tǒng)(Multi-channel Raman insertion probes system, Multi-RiPs)，并在我國(guó)南海冷泉區(qū)域成功構(gòu)建了深海原位光譜實(shí)驗(yàn)室。
據(jù)介紹，深海原位光譜實(shí)驗(yàn)室是建立在海底的無(wú)人實(shí)驗(yàn)室，以深海多通道拉曼光譜探測(cè)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，可在深海冷泉、熱液等區(qū)域進(jìn)行常態(tài)化運(yùn)行，開(kāi)展長(zhǎng)期、連續(xù)、多點(diǎn)位的海底觀測(cè)、數(shù)據(jù)采集和可控實(shí)驗(yàn)。
該實(shí)驗(yàn)室從兩個(gè)方面在深海極端環(huán)境探測(cè)技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了突破。一是研制出首套深海多通道拉曼光譜探測(cè)系統(tǒng)，研發(fā)了光路切換技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了主要光學(xué)器件(如激光器、光譜儀、光電傳感器等)的分時(shí)復(fù)用，同時(shí)，結(jié)合系列化拉曼光譜探針，實(shí)現(xiàn)了深海熱液、冷泉系統(tǒng)中流體、固體、氣體等不同相態(tài)目標(biāo)物的長(zhǎng)期原位監(jiān)測(cè)。
激光拉曼光譜技術(shù)是目前深海環(huán)境原位探測(cè)的主要手段。我國(guó)“十一五”期間依托“863”計(jì)劃啟動(dòng)了深海原位激光拉曼光譜探測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工作，多年來(lái)取得了不少成果。如中國(guó)海洋大學(xué)團(tuán)隊(duì)研發(fā)了國(guó)內(nèi)首套深海自容式激光拉曼光譜(DOCARS)探測(cè)系統(tǒng)；中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所團(tuán)隊(duì)研發(fā)了國(guó)際上首臺(tái)以紫外激光作為激發(fā)光源的深海拉曼光譜儀；中國(guó)科學(xué)院海洋研究所研制了“海洋之眼”深海著陸器和深海長(zhǎng)期多通道拉曼光譜原位探測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)冷泉環(huán)境的長(zhǎng)期定點(diǎn)原位拉曼探測(cè)等。中科院海洋所的深海多通道拉曼光譜探測(cè)系統(tǒng)是我國(guó)深海環(huán)境原位探測(cè)技術(shù)的新發(fā)展。
二是在我國(guó)南海海域成功構(gòu)建了首套深海原位光譜實(shí)驗(yàn)室。開(kāi)展海底長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)是深?？茖W(xué)發(fā)展的一大趨勢(shì)。建設(shè)深海移動(dòng)工作站、深?？臻g站、深海實(shí)驗(yàn)室等新一代海洋實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，加強(qiáng)基于深海實(shí)驗(yàn)平臺(tái)開(kāi)展長(zhǎng)期原位探測(cè)和深海原位實(shí)驗(yàn)技術(shù)體系建設(shè)也是推動(dòng)我國(guó)深海極端環(huán)境前沿科學(xué)研究的重要支持。深海原位光譜實(shí)驗(yàn)室的成功建設(shè)，將為深海研究突破提供重要的動(dòng)力。
據(jù)了解，中國(guó)科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所于今年5月也完成了搭載深海微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)氣相色譜儀、深海光譜儀、深海質(zhì)譜儀等多套高性能傳感探測(cè)設(shè)備的深海原位實(shí)驗(yàn)室的海試任務(wù)。我國(guó)深海實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)已步入正軌。
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