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我國自主研發(fā)的拉曼光譜探針發(fā)現(xiàn)“可燃冰”

更新時間:2019-01-15點擊次數(shù):504

我國科學家在南海海域發(fā)現(xiàn)了裸露在海底的天然氣水合物,即“ 可燃冰”。這一發(fā)現(xiàn)主要歸功于我國自主研發(fā)的拉曼光譜探針,這也說明我國的科技技術是相當不錯的。

 

我國新一代遠洋綜合科考船“科學”號在執(zhí)行中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項中,在我國南海海域發(fā)現(xiàn)了裸露在海底的天然氣水合物,即“ 可燃冰”。這一成果于22日在學術期刊《地球化學 地球物理學 地球系統(tǒng)學》上在線發(fā)表。

中國科學院海洋研究所特聘研究員、課題負責人張鑫告知,通過“發(fā)現(xiàn)”號無人潛水器攜帶的深海激光拉曼光譜探針,科考團隊在我國南海約1100米的深海海底,探測到兩個站點存在裸露于海底的“可燃冰”:一個站點分布在冷泉化能生物群落中;另一個站點位于一個活動的冷泉噴口的內(nèi)壁,這也是在我國海域發(fā)現(xiàn)正在噴發(fā)的深海冷泉噴口。

科考團隊通過自主研發(fā)的拉曼光譜探針,在1000多米深的海底對裸露在外的“可燃冰”進行了現(xiàn)場探測,并證實其為標準的I型水合物。數(shù)據(jù)顯示,兩個站點快速生成的“可燃冰”并非單一的籠型結構,其內(nèi)部存在大量的甲烷、硫化氫等自由氣體,這也是上使用原位拉曼光譜數(shù)據(jù)證實這一科學結論。

2014年-2017年,在中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項“熱帶西太平洋關鍵區(qū)域海洋系統(tǒng)物質(zhì)能量交換”的支持下,“科學”號在該區(qū)域連續(xù)開展了4個航次的集中調(diào)查。

張鑫告訴我們,2014年—2015年,利用長基線水下定位技術和深海超高清視頻技術,科研人員在南海圈定了裸露在海底的疑似“可燃冰”水下位置,但苦于沒有相關的原位探測技術,無法驗證此猜想。2015-2016年,科研人員自主研發(fā)了世界*可以直接插入高溫熱液噴口(450 oC)進行原位探測的系列化拉曼光譜探針,可對深海熱液流體、冷泉流體、“可燃冰”和沉積物孔隙水進行原位化學成分分析,成為了本次發(fā)現(xiàn)的主要高技術手段。原位探測技術可以避免傳統(tǒng)取樣方式由于從深海海底到海面之間巨大的溫度、壓力等環(huán)境因素變化導致的樣品物理化學性質(zhì)的變化,已成為深海研究的熱點。

 

2016年,科研人員還通過自主研發(fā)的保溫保壓樣品轉運器,將在海底放置了410天的人工合成的“可燃冰”樣品帶回甲板,創(chuàng)造了在海底原位保存人工合成水合物放置時間長的世界紀錄,此前的紀錄由美國MBARI海洋研究所保持,只有43天,回收的“可燃冰”樣品已被用于研究“可燃冰”的形成、分解以及與周圍海水之間的物質(zhì)交換。

“可燃冰”一般分布在深海沉積物或者大陸永jiu凍土中,而裸露在海底表面的“可燃冰”則需要大量的深海冷泉流體作為氣源,因此極難存在,在也鮮有報道。張鑫認為,發(fā)現(xiàn)裸露的“可燃冰”的冷泉區(qū)域?qū)⑹茄芯?ldquo;可燃冰”形成、分解、成藏以及和海洋環(huán)境相互作用機制的天然試驗場,該區(qū)域海底可能也不排除有潛在的“可燃冰”資源。

此次在南海發(fā)現(xiàn)“可燃冰”一定要歸功于我國自主研發(fā)的拉曼光譜探針,這是一件值得驕傲的事。可燃冰有很高的科研價值,而裸露在海底表面的“可燃冰”極難存在,該資源應該被有效利用。

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