《中国科学院海洋研究所团队搭载“蛟龙”号完成南海两处冷泉喷口综合探测任务》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: 熊萍
  • 发布时间:2025-04-15
  • 近日,中国科学院海洋研究所冷泉研究团队在国家深海基地管理中心的大力支持下,搭载“蛟龙”号载人深潜器深入南海,成功探测到两处大型冷泉喷口,揭示了深海冷泉生态系统生物群落特征及其对渗漏甲烷的生物过滤机制。

    研究团队在南海1500米的海底发现了一片面积超过4万平方米的冷泉生态区。该区域拥有两个活跃喷口,持续释放甲烷,形成了依赖化能合成而非光合作用的独特生态系统,并记录到深海贻贝、希伯来管虫、海参和海葵等多种类别生物。通过系统的断面调查,研究团队明确该区域生物群落的组成结构及其空间分布特征,结合环境参数初步发现了甲烷和溶解氧共同塑造了冷泉的生物多样性,为后续深入研究冷泉生态功能和演化机制奠定了基础。

    冷泉区多富含天然气水合物(俗称“可燃冰”),是未来清洁能源开发的重要资源。然而,甲烷作为强效温室气体,其释放过程需科学评估。研究团队通过原位采样和实验分析发现,冷泉生态系统中存在高效的生物过滤机制,可显著削减渗漏甲烷的上浮通量。这一发现不仅拓展了人们对深海碳循环过程的理解,也为绿色、可持续地开发可燃冰资源提供了新的研究方向。项目负责人、中国科学院海洋研究所王敏晓研究员表示,建立系统的冷泉生态环境基线和健康评估体系,将是今后研究工作的重点。

    此次科考任务不仅在科学发现上取得突破,也在技术装备方面实现多项进展。研究团队自主研发的多通道大体积原位水体采样器和沉积物分层固定系统等多款设备顺利完成深海测试,为深海原位长期观测系统的建设提供有力支撑。团队自主研制的甲烷传感器首次实现了对甲烷垂直分布的精确监测,相关数据对于评估甲烷释放对全球气候变化的潜在影响具有重要意义。

    此次“蛟龙”号深潜任务的圆满完成,充分展现了我国在深海探测领域的科技实力与创新能力。未来,研究团队将在“南海北部冷泉生态环境科学调查”项目支持下,依托“深海一号”科考船、“蛟龙”号载人潜水器和“科学号”深海探测平台,持续推进冷泉原位调查与多平台协同观测。同时,团队还将推动冷泉样品资源向全国科研机构开放共享,建设深海生物样本与基因资源库,助力我国深海资源的科学利用与生态保护。



  • 原文来源:https://qdio.cas.cn/2019Ver/News/kyjz/202504/t20250411_7593623.html
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    • 近日,国际学术期刊《Deep-Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers》在线发表了题为“The development and applications of a controllable lander for in-situ, long-term observation of deep sea chemosynthetic communities”的封面文章,报道了中国科学院海洋研究所研制的多代深海坐底长期观测系统,在我国南海冷泉连续多年布放,实现了对该区域高清影像资料、近海底理化参数等数据的连续获取。 深海热液/冷泉区域,是地球多圈层物质与能量剧烈交换的区域,同时也是极端生命发育生长的区域,该区域逐渐成为多学科交叉的深海极端环境研究热点,是地球科学与生命科学的新结合点,然而深海热液冷泉区域的生物群落变迁、演化以及与周围环境的相互影响均是长时序活动,目前基于ROV/HOV等水下潜器的短时、随机考察无法满足以上过程的长时间连续观探测需求。 为此,研究团队突破水下耐腐蚀技术、能源管理技术等关键技术,探索新型水下布放及回收模式,研制了多代深海坐底长期观测系统(Long-term ocean observation platform, LOOP),实现了对观测区域高清影像资料、近海底理化参数及保压流体样品等数据样品的综合获取。 与以往的自由落体式的着陆器不同,研究团队研制的LOOP为实时视频指导的缆放式着陆器,布放时通过搭载的水下高清摄像头实时观测落点位置,通过科考船的配合,可较为精确地控制布放位置,并且在海底着陆后仍可通过同轴缆根据实际情况调整观探测参数,保障最优的观探测效果;回收时通过同轴缆直接回收。LOOP在设计之初,已经考虑到各类商业化传感器、自研原位探测装备等科学负载的通讯、供电需求。研究团队研发的深海多通道激光拉曼光谱探测系统(Multi-RiPs)多次搭载深海坐底长期观测系统布放于我国南海冷泉区域,在“发现”号ROV的辅助下,布放拉曼探头、进行原位实验,并进行长期、原位、连续探测。 自2016年起,研究团队研制的多代LOOP已先后多次布放于我国南海冷泉区域,其中单次最长连续布放天数达659天(有效工作时间414天),累计水下布放时间为1070天。通过获取的数据资料,发现盐度和溶解氧含量在冷泉喷口附近的水平和垂直方向上具有很强的空间异质性,环境参数的空间异质性可能是冷泉区域化能合成群落空间分布不均的主要驱动因素之一。LOOP提供了一种创新、可控的布放和回收模式,有望成为原位、长期、连续通用水下观探测平台。 中国科学院海洋研究所副研究员杜增丰为文章第一作者,正高级工程师栾振东、研究员张鑫为文章通讯作者。研究得到了中国科学院A类、B类战略性先导专项、国家自然科学基金、“科学”号高端用户项目、中国科学院海洋大科学研究中心重点部署项目、泰山青年学者计划等项目联合资助,以及“科学”号船队、“发现”号ROV运维团队的支持。 相关成果及链接如下: Zengfeng Du, Xiong Zhang, Chao Lian, Zhendong Luan*, Shichuan Xi, Lianfu Li, Liang Ma, Jianxing Zhang, Wenzao Zhou, Xiufeng Chen, Zhijun Lu, Chuanbo Wang, Yu Chen, Jun Yan, Xin Zhang*. The development and applications of a controllable lander for in-situ, long-term observation of deep sea chemosynthetic communities[J]. Deep-Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers, 2023, 193: 103960. https://doi.org/10.1016/j.dsr.2022.103960 Zengfeng Du, Shichuan Xi, Zhendong Luan, Lianfu Li, Liang Ma, Xiong Zhang, Jianxing Zhang, Chao Lian, Jun Yan, Xin Zhang*. Development and deployment of lander-based multi-channel Raman spectroscopy for in-situ long-term experiments in extreme deep-sea environment[J]. Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers, 2022, 190: 103890. https://doi.org/10.1016/j.dsr.2022.103890