海洋所等在深海海底甲烷原位探测技术方面取得突破

2011-5-26 09:33 来源: 中国科学院
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  中科院海洋研究所张鑫博士作为第一完成人与美国MBARI (Monterey Bay Aquarium Research Institute) 研究所合作,成功研制出基于深海ROV (Remotely Operated Vehicle) 缆控机器人的深海甲烷原位探测系统。相关研究成果已于近期发表在Geophysical Research Letters 杂志,并在第一时间被《自然》和《科学》杂志同时进行了报道和评述。

  利用该项技术,科研人员在世界上首次获得了深海沉积物中甲烷的原位真实浓度,是传统采样测试结果的10-20倍,从而证明甲烷不仅存在于天然气水合物中,而且更广泛地大量赋存于深海沉积物中。在ROV的视频监控下,系统将钛合金探针插入深海沉积物中,抽取沉积物孔隙水,并使用深海激光拉曼光谱仪原位获得孔隙水中的甲烷浓度。同时,该技术还可以原位获取深海沉积物中溶解的硫化氢气体、pH值和硫酸根等多种海洋化学参数。

  著名天然气水合物专家Ross Chapman教授认为,该项技术是“昂贵却实用的”。相关研究成果已在2009年AGU秋季会议和2010 Ocean Sciences会议上作了会议报告,还将于今年6月在西班牙召开的OCEANS 2011会议和今年7月在英国召开的第七届国际天然气水合物大会上作邀请报告,已经成为近期国际海洋界的研究热点之一。

  深海沉积物中蕴藏着丰富的甲烷气体,其与水分子结合可以形成天然气水合物,在全球甲烷循环和气候变化中具有重要作用,并且是一种潜在的清洁能源,但一直缺乏有效的探测手段。

  作为一种先进的海洋化学探测技术,该研究成果对于海洋地质和海洋化学研究中关注的沉积物海洋地球化学、天然气水合物原位探测和深海热液、冷泉生态系统研究具有很好的应用前景。

  相关文章:

  1. Zhang, Xin. et al. Geophys. Res. Lett. 38, L08605 (2011).

  2. Nature, doi:10.1038/news.2011.263, published online 2 May, 2011.

  3.Science, Volume 332, Number 6030, Issue of 6 May, 2011.

从海底取样

 

张鑫在科研船上进行研究

使用深海激光拉曼光谱仪原位获得孔隙水中的甲烷浓度