中科院海洋所張鑫博士作為第一完成人與美國MBARI (Monterey Bay Aquarium Research Institute) 研究所合作研制成功基于深海ROV (Remotely Operated Vehicle) 纜控機器人的深海甲烷原位探測系統,相關研究成果已于近期發表在Geophysical Research Letters 雜志1,并在第一時間被Nature2和Science3同時進行了報道和評述。
A robotic sub samples the methane content of the sea floor off the coast of southern California.
ByMonterey Bay Aquarium Research Institute (Nature, doi:10.1038/news.2011.263)
利用該項技術,科研人員在世界上首次獲得了深海沉積物中甲烷的原位真實濃度,是傳統采樣測試結果的10-20倍,從而證明甲烷不僅存在于天然氣水合物中,而且更廣泛的大量賦存于深海沉積物中。在ROV的視頻監控下,系統將鈦合金探針插入深海沉積物中,抽取沉積物孔隙水,并使用深海激光拉曼光譜儀原位獲得孔隙水中的甲烷濃度。同時,該技術還可以原位獲取深海沉積物中溶解的硫化氫氣體、pH值和硫酸根等多種海洋化學參數。
著名天然氣水合物專家Ross Chapman教授認為該項技術是“昂貴卻實用的”2。相關研究成果已在2009年AGU 秋季會議和2010 Ocean Sciences 會議上作了會議報告,還將于今年6月在西班牙召開的OCEANS 2011會議和今年7月在英國召開的第七屆國際天然氣水合物大會上作邀請報告,已經成為近期國際海洋界的研究熱點之一。
深海沉積物中蘊藏著豐富的甲烷氣體,其與水分子結合可以形成天然氣水合物,在全球甲烷循環和氣候變化中具有重要作用,并且是一種潛在的清潔能源,但一直缺乏有效的探測手段。
做為一種先進的海洋化學探測技術,該成果對于海洋地質和海洋化學研究中關注的沉積物海洋地球化學、天然氣水合物原位探測和深海熱液、冷泉生態系統研究具有很好的應用前景。
參考文獻:
1. Zhang, Xin. et al. Geophys. Res. Lett. 38, L08605 (2011).
2. Nature, doi:10.1038/news.2011.263, published online 2 May, 2011.