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我国成功构建深海原位光谱实验室光谱技术助力深海探测

文章来源：化工仪器网更新时间：2022-12-08 14:15:46

近年来，随着人类对海洋探索的逐渐深入，深海热液、冷泉等极端环境已经成为当前海洋研究的重点研究对象之一。深海热液、冷泉的极端环境中存在特殊的生态系统，热液冷泉系统也有着特殊的地球化学性质。探测和研究热液、冷泉，对于深入了解地球演化过程，探索生命起源，以及深度开发海底矿产资源等有着重要意义。

我国近海冷泉区主要有7个，南海海域分布6个，东海冲绳海槽1个，其中南海西沙海域的“海马冷泉”是非常典型冷泉系统。因此南海也是我国研究冷泉的主要区域。据中国科学院海洋研究所消息，该所科研团队成功研制了国际上首套深海多通道拉曼光谱探测系统(Multi-channel Raman insertion probes system, Multi-RiPs)，并在我国南海冷泉区域成功构建了深海原位光谱实验室。

据介绍，深海原位光谱实验室是建立在海底的无人实验室，以深海多通道拉曼光谱探测系统为基础，可在深海冷泉、热液等区域进行常态化运行，开展长期、连续、多点位的海底观测、数据采集和可控实验。

该实验室从两个方面在深海极端环境探测技术上实现了突破。一是研制出首套深海多通道拉曼光谱探测系统，研发了光路切换技术，实现了主要光学器件(如激光器、光谱仪、光电传感器等)的分时复用，同时，结合系列化拉曼光谱探针，实现了深海热液、冷泉系统中流体、固体、气体等不同相态目标物的长期原位监测。

激光拉曼光谱技术是目前深海环境原位探测的主要手段。我国“十一五”期间依托“863”计划启动了深海原位激光拉曼光谱探测系统的开发工作，多年来取得了不少成果。如中国海洋大学团队研发了国内首套深海自容式激光拉曼光谱(DOCARS)探测系统；中国科学院大连化学物理研究所团队研发了国际上首台以紫外激光作为激发光源的深海拉曼光谱仪；中国科学院海洋研究所研制了“海洋之眼”深海着陆器和深海长期多通道拉曼光谱原位探测系统，实现了对冷泉环境的长期定点原位拉曼探测等。中科院海洋所的深海多通道拉曼光谱探测系统是我国深海环境原位探测技术的新发展。

二是在我国南海海域成功构建了首套深海原位光谱实验室。开展海底长期实验是深海科学发展的一大趋势。建设深海移动工作站、深海空间站、深海实验室等新一代海洋实验平台，加强基于深海实验平台开展长期原位探测和深海原位实验技术体系建设也是推动我国深海极端环境前沿科学研究的重要支持。深海原位光谱实验室的成功建设，将为深海研究突破提供重要的动力。

据了解，中国科学院深海科学与工程研究所于今年5月也完成了搭载深海微电子机械系统(MEMS)气相色谱仪、深海光谱仪、深海质谱仪等多套高性能传感探测设备的深海原位实验室的海试任务。我国深海实验室的建设已步入正轨。