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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(tǒng)的研發(fā)與應用》在國際學術(shù)期刊《Deep-Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers》發(fā)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(tǒng)，并利用該系統(tǒng)獲得一系列的研究成果，包括構(gòu)建首套深海原位光譜實驗室，實現(xiàn)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(xiàn)場實驗等。

拉曼光譜技術(shù)是深海原位探測中的常用技術(shù)，具有非接觸、不需要樣品預處理、可挺尸探測多組分等優(yōu)點，在深海的極端性和復雜性環(huán)境中能夠發(fā)揮出重要作用。美國蒙特利灣海洋研究所率先研發(fā)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(fā)出用于海洋探測的拉曼光譜系統(tǒng)。

中國海洋大學、中科院大連化物所均在深海拉曼光譜系統(tǒng)研發(fā)方面有所建樹。海洋所的研究團隊也成功研發(fā)了探針式深海激光拉曼光譜探測系統(tǒng)，并已常態(tài)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(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與定量分析。

在此基礎(chǔ)上，研究團隊通過研發(fā)光路切換技術(shù)，實現(xiàn)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(tǒng)。該系統(tǒng)利用系列化拉曼光譜探針，可實現(xiàn)深海熱液、冷泉系統(tǒng)中流體、固體、氣體等不同相態(tài)目標物的長期原位監(jiān)測。從而解決了深海熱液和冷泉系統(tǒng)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(tǒng)等高動態(tài)和非均勻環(huán)境中不同目標之間的動態(tài)規(guī)律和潛在聯(lián)系的問題，使科學家能夠更深入地以一個有機統(tǒng)一的整體研究深海熱液和冷泉系統(tǒng)。

2020年、2021年、2022年，研究團隊在我國南海北部的臺西南冷泉區(qū)域前后3次使用深海多通道拉曼光譜探測系統(tǒng)搭載深海坐底長期觀測系統(tǒng)進行長期原位探測與現(xiàn)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(huán)境的耦合變化過程、冷泉生物群落內(nèi)部甲烷氧化過程，成功建設(shè)國際首套深海原位光譜實驗室，并常態(tài)化運行。

國際首套深海多通道拉曼光譜探測系統(tǒng)的成功研制，是激光拉曼光譜技術(shù)在深海探測方面的新突破，為該技術(shù)在深海原位探測領(lǐng)域的發(fā)展提供了更多的應用實例，展現(xiàn)了我國在深海探測領(lǐng)域的強大實力。

關(guān)鍵詞： 拉曼光譜 生物群落 天然氣水合物