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我國成功構(gòu)建深海原位光譜實驗室 光譜技術(shù)助力深海探測
2022年12月07日 10:58:27
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：宋池 點擊量：4721
中科院海洋所研團隊成功研制了國際上首套深海多通道拉曼光譜探測系統(tǒng)，并在我國南海冷泉區(qū)域成功構(gòu)建了深海原位光譜實驗室。
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】近年來，隨著人類對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)前海洋研究的重點研究對象之一。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)。探測和研究熱液、冷泉，對于深入了解地球演化過程，探索生命起源，以及深度開發(fā)海底礦產(chǎn)資源等有著重要意義。
我國近海冷泉區(qū)主要有7個，南海海域分布6個，東海沖繩海槽1個，其中南海西沙海域的“海馬冷泉”是非常典型冷泉系統(tǒng)。因此南海也是我國研究冷泉的主要區(qū)域。據(jù)中國科學(xué)院海洋研究所消息，該所科研團隊成功研制了國際上首套深海多通道拉曼光譜探測系統(tǒng)(Multi-channel Raman insertion probes system, Multi-RiPs)，并在我國南海冷泉區(qū)域成功構(gòu)建了深海原位光譜實驗室。
據(jù)介紹，深海原位光譜實驗室是建立在海底的無人實驗室，以深海多通道拉曼光譜探測系統(tǒng)為基礎(chǔ)，可在深海冷泉、熱液等區(qū)域進行常態(tài)化運行，開展長期、連續(xù)、多點位的海底觀測、數(shù)據(jù)采集和可控實驗。
該實驗室從兩個方面在深海極端環(huán)境探測技術(shù)上實現(xiàn)了突破。一是研制出首套深海多通道拉曼光譜探測系統(tǒng)，研發(fā)了光路切換技術(shù)，實現(xiàn)了主要光學(xué)器件(如激光器、光譜儀、光電傳感器等)的分時復(fù)用，同時，結(jié)合系列化拉曼光譜探針，實現(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)物的長期原位監(jiān)測。
激光拉曼光譜技術(shù)是目前深海環(huán)境原位探測的主要手段。我國“十一五”期間依托“863”計劃啟動了深海原位激光拉曼光譜探測系統(tǒng)的開發(fā)工作，多年來取得了不少成果。如中國海洋大學(xué)團隊研發(fā)了國內(nèi)首套深海自容式激光拉曼光譜(DOCARS)探測系統(tǒng)；中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所團隊研發(fā)了國際上首臺以紫外激光作為激發(fā)光源的深海拉曼光譜儀；中國科學(xué)院海洋研究所研制了“海洋之眼”深海著陸器和深海長期多通道拉曼光譜原位探測系統(tǒng)，實現(xiàn)了對冷泉環(huán)境的長期定點原位拉曼探測等。中科院海洋所的深海多通道拉曼光譜探測系統(tǒng)是我國深海環(huán)境原位探測技術(shù)的新發(fā)展。
二是在我國南海海域成功構(gòu)建了首套深海原位光譜實驗室。開展海底長期實驗是深?？茖W(xué)發(fā)展的一大趨勢。建設(shè)深海移動工作站、深?？臻g站、深海實驗室等新一代海洋實驗平臺，加強基于深海實驗平臺開展長期原位探測和深海原位實驗技術(shù)體系建設(shè)也是推動我國深海極端環(huán)境前沿科學(xué)研究的重要支持。深海原位光譜實驗室的成功建設(shè)，將為深海研究突破提供重要的動力。
據(jù)了解，中國科學(xué)院深?？茖W(xué)與工程研究所于今年5月也完成了搭載深海微電子機械系統(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設(shè)備的深海原位實驗室的海試任務(wù)。我國深海實驗室的建設(shè)已步入正軌。
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