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我國深海探測技術新進展：國際首套深海多通道拉曼光譜探測系統成功研制
2022年11月25日 10:28:33
來源：化工儀器網 作者：宋池 點擊量：4719
海洋所成功研制國際首套多通道深海拉曼光譜探測系統，并利用該系統獲得一系列的研究成果，包括構建首套深海原位光譜實驗室，實現了冷泉噴口流體、天然氣水合物動力學過程、冷泉生物群落的長期原位觀測與現場實驗等。
【化工儀器網 項目成果】近日，中科院海洋所的研究論文《基于著陸器的深海多通道拉曼光譜探測系統的研發與應用》在國際學術期刊《Deep-Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers》發表，報道了海洋所成功研制國際首套多通道深海拉曼光譜探測系統，并利用該系統獲得一系列的研究成果，包括構建首套深海原位光譜實驗室，實現了冷泉噴口流體、天然氣水合物動力學過程、冷泉生物群落的長期原位觀測與現場實驗等。
拉曼光譜技術是深海原位探測中的常用技術，具有非接觸、不需要樣品預處理、可挺尸探測多組分等優點，在深海的極端性和復雜性環境中能夠發揮出重要作用。美國蒙特利灣海洋研究所率先研發了國際上首臺海洋原位激光拉曼光譜儀，隨后我國、法國、德國等國家也先后研發出用于海洋探測的拉曼光譜系統。
中國海洋大學、中科院大連化物所均在深海拉曼光譜系統研發方面有所建樹。海洋所的研究團隊也成功研發了探針式深海激光拉曼光譜探測系統，并已常態化應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部流體、天然氣水合物以及冷泉和熱液噴口系統附近巖石礦物的原位探測與定量分析。
在此基礎上，研究團隊通過研發光路切換技術，實現了主要光學器件(如激光器、光譜儀、光電傳感器等)的分時復用，研制出國際上首套深海多通道拉曼光譜探測系統。該系統利用系列化拉曼光譜探針，可實現深海熱液、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。從而解決了深海熱液和冷泉系統研究中，已有的深海原位拉曼光譜儀的探測難以捕捉冷泉和熱液系統等高動態和非均勻環境中不同目標之間的動態規律和潛在聯系的問題，使科學家能夠更深入地以一個有機統一的整體研究深海熱液和冷泉系統。
2020年、2021年、2022年，研究團隊在我國南海北部的臺西南冷泉區域前后3次使用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進行長期原位探測與現場實驗，研究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，成功建設國際首套深海原位光譜實驗室，并常態化運行。
國際首套深海多通道拉曼光譜探測系統的成功研制，是激光拉曼光譜技術在深海探測方面的新突破，為該技術在深海原位探測領域的發展提供了更多的應用實例，展現了我國在深海探測領域的強大實力。
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