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放放电影吧中国科学院海洋研究所深海高温热液喷口流体原位拉曼定量探测获新进展-中国海洋湖沼学会

by admin on 2019-04-02

中国科学院海洋研究所深海高温热液喷口流体原位拉曼定量探测获新进展-中国海洋湖沼学会

近日乌鼠机密档案,国际地学期刊Geochemistry, Geophysics, Geosystems以封面研究论文形式刊发了中国科学院海洋大科学研究中心阎军研究员团队、李超伦研究员团队在深海热液系统原位拉曼光谱定量探测方面的最新成果。团队基于自主研发的深海原位激光拉曼光谱探测系统(Raman insertion probe-RiP)对冲绳海槽中部热液区的高温热液流体进行原位拉曼光谱定量探测,在国际上首次获得高温热液流体中溶解二氧化碳及硫酸根离子的原位浓度。

刊物封面
深海热液系统作为20世纪地球科学重大发现,沟通了不同圈层之间的物质能量交换王意扬。近年来,高温热液喷口流体理化性质及其对大洋环境影响已成为热液活动新的研究热点。温度、压力变化以及海水混入的影响会明显改变热液喷口流体的化学成分或浓度,尽管科学家使用保真取样方法进行实验室分析取得了较为贴近的数据,但由于取样方法的限制而一直无法获取高温热液喷口内流体的准确样本帝国塔防2,造成分析数据与实际仍有明显差异。研究团队攻克了光学镜头耐高温和高浓度颗粒附着对光学系统的影响等国际技术难题,成功研制了国际首台耐高温(450oC)的热液流体拉曼光谱探针-RiP(Xin Zhang et al., DSR-I, 2017)。该系统自2015年以来依托“科学”号科考船和“发现”号深海缆控潜器(ROV)对马努斯热液区、冲绳海槽热液区的高温热液喷口进行了原位拉曼光谱探测北京星火站,采集到大量原位光谱数据。
本成果基于2016年“科学”号热液冷泉综合航次获得的冲绳海槽中部热液区三个高温热液喷口流体的原位拉曼光谱(最高273oC)巴克利亲驴,结合实验室内大量高温模拟实验建立的CO2、SO42-的拉曼光谱定量分析模型(Lianfu Li,放放电影吧 Xin Zhang*租号通, et al., Applied Spectroscopy广美毕业展, 2018; Shichuan Xi, Xin Zhang*, et al.囧哥吧, Applied Spectroscopy阴枣, 2018),成功确定了冲绳海槽中部热液喷口流体中CO2、SO42-的浓度(Lianfu Li, Xin Zhang*, et al., G-cubed, 2018)玉环房产网。研究发现绿茸线蛇,硫酸根含量作为海水混入程度的指标,在所测高温热液流体中的含量几乎为零,证明原位拉曼探测系统采集的热液流体中并未发生海水混入,即所测样本代表原始的热液流体喷出物。通过对比ROV在同一热液喷口保压取样方法测量的二氧化碳浓度发现,原位测量的浓度可高出保压取样实验室测试浓度的三倍以上。基于该成果可以认为热液活动对全球碳循环以及气候变化的影响很有可能被大大低估。该研究对于推动原位光谱探测技术在深海极端环境下的应用具有重要意义,有助于重新认识热液活动对全球海洋环境的影响。

原位拉曼光谱数据获得的二氧化碳、硫酸根离子浓度数据与传统保压方式获得的数据对比
(红色符号代表二氧化碳跑牛网 ,黑色符号代表硫酸根)
本研究得到了国家自然科学基金、中国科学院海洋先导专项、中国科学院前沿科学重点研究项目的资助,博士研究生李连福为论文第一作者,张鑫研究员为通讯作者。
Lianfu Li, Xin Zhang*吉增佩玛 , Zhendong Luan, Zengfeng Du, Shichuan Xi, Bing Wang,Lei Cao,牛玉强 Chao Lian, and Jun Yan (2018).In situquantitative Raman detection of dissolved carbon dioxide and sulfate in deep-sea high-temperature hydrothermal vent fluids. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 19静默的观众, 1809-1823
新闻来源:中国科学院海洋研究所

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