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IT之家 12 月 7 日消息，從中國(guó)科學(xué)院海洋研究所官網(wǎng)獲悉，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。

研究團(tuán)隊(duì)前期研發(fā)的探針式深海激光拉曼光譜探測(cè)系統(tǒng)已常態(tài)化應(yīng)用到深海沉積物孔隙水、冷泉和熱液噴口流體、化能合成生物群落內(nèi)部流體、天然氣水合物以及冷泉和熱液噴口系統(tǒng)附近巖石礦物的原位探測(cè)與定量分析。但是，隨著對(duì)深海熱液和冷泉系統(tǒng)研究的深入，科學(xué)家逐漸認(rèn)識(shí)到深海熱液或冷泉系統(tǒng)是有機(jī)統(tǒng)一的整體，冷泉和熱液活動(dòng)在時(shí)間和空間上都具有強(qiáng)烈的不均勻性。已有的深海原位拉曼光譜儀的探測(cè)是短期瞬時(shí)且相對(duì)獨(dú)立的，難以捕捉冷泉和熱液系統(tǒng)等高動(dòng)態(tài)和非均勻環(huán)境中不同目標(biāo)之間的動(dòng)態(tài)規(guī)律和潛在聯(lián)系。

為此，研究團(tuán)隊(duì)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），研發(fā)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（如圖 1 所示），結(jié)合系列化拉曼光譜探針，實(shí)現(xiàn)了深海熱液（如圖 2）、冷泉（如圖 3）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)。

圖 1 多通道拉曼光譜探測(cè)系統(tǒng)關(guān)鍵光學(xué)器件布局圖

圖 2 Mulit-RiPs 搭載 LOOP 在熱液區(qū)域進(jìn)行原位實(shí)驗(yàn)與多目標(biāo)物長(zhǎng)期連續(xù)探測(cè)示意圖

圖 3 Mulit-RiPs 搭載 LOOP 在冷泉區(qū)域進(jìn)行原位實(shí)驗(yàn)與多目標(biāo)物長(zhǎng)期連續(xù)探測(cè)示意圖

IT之家了解到，為了明確甲烷在深海冷泉噴口附近的轉(zhuǎn)換通道以及冷泉區(qū)域的甲烷釋放通量，研究團(tuán)隊(duì)使用深海多通道拉曼光譜探測(cè)系統(tǒng)搭載深海坐底長(zhǎng)期觀測(cè)系統(tǒng)（Long-term ocean observation platform, LOOP）于 2020 年、2021 年、2022 年前后 3 次布放于我國(guó)南海北部的臺(tái)西南冷泉區(qū)域（如圖 4），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(zhǎng)期原位探測(cè)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，成功建設(shè)國(guó)際首套深海原位光譜實(shí)驗(yàn)室，并在深海冷泉、熱液等區(qū)域常態(tài)化運(yùn)行。

圖 4 Mulit-RiPs 搭載 LOOP 連續(xù)三年（a：2020 年；b：2021 年；c：2022 年）

標(biāo)簽： 拉曼光譜 光譜實(shí)驗(yàn)室