科技日報記者 宋迎迎 通訊員 王敏

近日
，中國科學院海洋研究所基於自主研製的深海原位拉曼光譜探測係統、深海熱液溫度探針等原位探測裝備，首次發現並證實深海熱液低溫溢流區的氣體釋放通量是高溫噴口區的10至100倍。該研究近日在國際地學期刊《地質學》上發表。

熱液噴口釋放的大量氣體（二氧化碳、甲烷、氫氣

、硫化氫等）為(wei)熱(re)液(ye)極(ji)端(duan)生(sheng)態(tai)係(xi)統(tong)提(ti)供(gong)了(le)能(neng)量(liang)和(he)物(wu)質(zhi)來(lai)源(yuan)
，並(bing)在(zai)全(quan)球(qiu)海(hai)洋(yang)化(hua)學(xue)循(xun)環(huan)中(zhong)扮(ban)演(yan)著(zhe)重(zhong)要(yao)角(jiao)色(se)。但(dan)是(shi)長(chang)期(qi)以(yi)來(lai)一(yi)直(zhi)缺(que)乏(fa)對(dui)熱(re)液(ye)氣(qi)體(ti)釋(shi)放(fang)通(tong)量(liang)的(de)有(you)效(xiao)觀(guan)測(ce)手(shou)段(duan)
，傳(chuan)統(tong)保(bao)壓(ya)流(liu)體(ti)取(qu)樣(yang)的(de)測(ce)量(liang)方(fang)式(shi)既(ji)無(wu)法(fa)保(bao)證(zheng)氣(qi)體(ti)濃(nong)度(du)測(ce)量(liang)的(de)準(zhun)確(que)性(xing)
，較(jiao)低(di)的(de)采(cai)樣(yang)效(xiao)率(lv)也(ye)製(zhi)約(yue)了(le)通(tong)量(liang)觀(guan)測(ce)的(de)大(da)範(fan)圍(wei)開(kai)展(zhan)，極(ji)大(da)地(di)限(xian)製(zhi)了(le)研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)對(dui)熱(re)液(ye)釋(shi)放(fang)物(wu)質(zhi)在(zai)極(ji)端(duan)生(sheng)態(tai)係(xi)統(tong)供(gong)養(yang)和(he)全(quan)球(qiu)海(hai)洋(yang)化(hua)學(xue)循(xun)環(huan)中(zhong)作(zuo)用(yong)的(de)認(ren)識(shi)。

為此，中國科學院海洋研究所基於ROV機(ji)器(qi)人(ren)平(ping)台(tai)開(kai)發(fa)了(le)多(duo)種(zhong)海(hai)底(di)原(yuan)位(wei)觀(guan)測(ce)探(tan)測(ce)設(she)備(bei)，並(bing)建(jian)立(li)了(le)一(yi)係(xi)列(lie)熱(re)液(ye)氣(qi)體(ti)組(zu)分(fen)的(de)原(yuan)位(wei)定(ding)量(liang)分(fen)析(xi)方(fang)法(fa)

，陸(lu)續(xu)突(tu)破(po)了(le)熱(re)液(ye)氣(qi)體(ti)濃(nong)度(du)難(nan)以(yi)原(yuan)位(wei)觀(guan)測(ce)、噴口流速難以準確測量、熱液噴發區域難以厘定評估的技術難題，構建了適用於熱液係統釋放氣體通量評估的原位觀測技術體係。

基於“發現”號ROV搭載的海底原位觀測裝備開展熱液區綜合探測。中科院海洋所供圖

科研人員以典型弧後熱液係統為研究靶區，利用“發現”號ROV搭載的原位觀測裝備分別對溢流區和高溫噴發區開展了大範圍的原位探測，獲取了14個站位熱液流體的原位拉曼光譜、流liu體ti溫wen度du和he流liu體ti流liu速su等deng數shu據ju，並bing基ji於yu超chao短duan基ji線xian定ding位wei係xi統tong和he視shi頻pin圖tu像xiang分fen析xi手shou段duan厘li定ding了le熱re液ye區qu流liu體ti的de噴pen發fa區qu域yu和he麵mian積ji。原yuan位wei觀guan測ce數shu據ju表biao明ming，熱re液ye靶ba區qu的de流liu體ti溫wen度du和he氣qi體ti組zu分fen濃nong度du呈cheng現xian負fu相xiang關guan
，低di溫wen溢yi流liu區qu流liu體ti中zhong溶rong解jie態tai氣qi體ti濃nong度du是shi高gao溫wen集ji中zhong噴pen發fa區qu的de數shu倍bei至zhi數shu十shi倍bei。基ji於yu原yuan位wei觀guan測ce數shu據ju對dui熱re液ye區qu氣qi體ti釋shi放fang通tong量liang的de量liang化hua評ping估gu表biao明ming，低di溫wen溢yi流liu區qu的de氣qi體ti釋shi放fang通tong量liang比bi高gao溫wen噴pen發fa區qu高gao10至100倍。

該gai研yan究jiu基ji於yu自zi主zhu構gou建jian的de原yuan位wei觀guan探tan測ce技ji術shu體ti係xi的de常chang態tai化hua應ying用yong，揭jie示shi了le熱re液ye低di溫wen溢yi流liu區qu在zai氣qi體ti釋shi放fang通tong量liang中zhong的de巨ju大da貢gong獻xian，綜zong合he考kao慮lv低di溫wen溢yi流liu區qu的de氣qi體ti通tong量liang
、噴發麵積

、流體溫度、流速、地di形xing等deng因yin素su
，可ke以yi推tui斷duan熱re液ye低di溫wen溢yi流liu流liu體ti對dui熱re液ye生sheng態tai係xi統tong的de貢gong獻xian很hen可ke能neng遠yuan超chao高gao溫wen噴pen發fa區qu流liu體ti。該gai研yan究jiu不bu僅jin打da破po了le研yan究jiu者zhe對dui熱re液ye溢yi流liu區qu所suo扮ban演yan角jiao色se的de傳chuan統tong認ren識shi
，為wei今jin後hou的de熱re液ye研yan究jiu提ti供gong了le全quan新xin角jiao度du和he全quan新xin思si路lu
，也ye為wei全quan麵mian量liang化hua熱re液ye區qu流liu固gu界jie麵mian的de物wu質zhi能neng量liang交jiao換huan研yan究jiu提ti供gong了le方fang法fa參can考kao和he觀guan測ce樣yang板ban。