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甲烷|在海底做实验，这个指哪打哪的探针帮了大忙

大海深处有什么？要如何探测海底深处的物质？把海底的物质带回陆地实验室测量往往会出现测不准、测不对、采不到的问题 ， 故科学家希望“把实验室搬到海底” ， 在海底进行原位探测、做实验 ， 结果有了许多不一样的新发现！他们是怎么做到的呢？
出品："格致论道讲坛"公众号（ID：SELFtalks）
以下内容为中国科学院海洋研究所张鑫演讲实录：
深海有什么呢？它是不是一片荒漠？
海洋的平均深度 ， 已经达到了3700多米 ， 而超过1000米的深海面积已经超过了90% 。
普通观点认为 ， 在200米以下的真光层以下 ， 几乎是没有各种生命的 。 这也是1977年 ， 在深海的热液系统发现之前 ， 大家认为深海是一片荒漠 。
但是 ， 深海下是有各种极端环境的 。
深海下的极端环境
一个比较极端的例子 ， 叫深海的热液系统 。
甲烷|在海底做实验，这个指哪打哪的探针帮了大忙
这个系统是由于海底大量的高温高压、强酸或强碱的流体快速地喷出海底形成的 。
它携带了大量的甲烷、二氧化碳气体的同时 ， 还有各种的金属元素 ， 它可以在海底堆积形成热液硫化物矿物 。 同时 ， 它还孕育了各种生命的现象 。
另一种生态系统 ， 我们叫它冷泉 。
甲烷|在海底做实验，这个指哪打哪的探针帮了大忙
冷泉并不冷 ， 它只是在热液发现之后 ， 大家发现有一种低温的流体 。
它的温度和周围海水相当 ， 而里边含有的物质 ， 并没有大量的金属硫化物颗粒 ， 而以水、甲烷、硫化氢这些气体以及一些细粒沉积物为主 。
它同时也孕育了一种能源 ， 或者说未来的战略能源 ， 我们叫它可燃冰 。
因此 ， 它的资源以及能源 ， 或者说效应是毋庸置疑的 。
热液冷泉这种极端环境 ， 还孕育了一种特殊的生命现象 。
一般认为 ， 万物生长靠太阳 ， 是需要光合作用的 ， 没有光是没有生命的 。
后来我们发现 ， 深海的这种生物特别神奇 ， 它可以利用热液冷泉喷出的甲烷、硫化氢这些气体 ， 通过微生物合成的方式 ， 把无机物转化为有机物 ， 进而产生大分子 。
这种生命现象就不需要光的参与 ， 我们叫它化学合成的自养生态系统 。
探测海底生态系统
既然海底有这种特别神奇的 ， 和我们地表生态圈完全不同的生态系统 ， 我们就要去探测 。
是不是可以直接把热液冷泉里边的东西都带回实验室做各种分析？
可能不太行 。
首先 ， 你测不准 。
甲烷|在海底做实验，这个指哪打哪的探针帮了大忙
还有可能测不对 。
甲烷|在海底做实验，这个指哪打哪的探针帮了大忙
底下那些点 ， 是国际大洋钻探计划使用非保温保压的技术 ， 也就是传统的沉积物取样技术获得的 。
沉积物孔隙水中的甲烷浓度大概在1毫摩尔左右 。
1毫摩尔是什么概念？就是正常的25度1个大气压下 ， 水中甲烷的溶解度 。
上边那些黑点是使用了一种新技术获得的 ， 叫保温保压采样技术 。 它的甲烷浓度可以达到1000毫摩尔 。
如果这是它的真实浓度 ， 那原来测得的传统的数据和真实浓度就相差了1000倍 。
所以 ， 很多数据是测不准的 。
还有就是 ， 它很容易分解变质 。
我在我们国家的南海 ， 进行了一个天然气水合物 ， 也叫可燃冰的原位合成实验 。
我在3度 11个兆帕 ， 1100米的深度 ， 原位合成了天然气水合物 。
当我把它带到了700米水深 ， 水温大概7度的时候 ， 它已经开始分解了 ， 所以压根儿就没有到海表 。
所以很多可能带回来的东西 ， 已经不是原位的这些物质成分了 。
还有就是 ， 你根本采不到 。
甲烷|在海底做实验，这个指哪打哪的探针帮了大忙
这个白色的是潜铠虾 ， 底下是一些深海偏顶蛤 。 再往下是它生长的基底 ， 我们叫它自生碳酸盐岩 。
自生碳酸盐岩和潜铠虾之间的这个物质 ， 叫生物群落中的下覆水 。
这个流体是采不到的 ， 因为它只有大概几厘米到十几厘米的厚度 ， 各种采样技术都不可能得到 。
自生碳酸盐岩 ， 这么大的一块儿石头 ， 也不可能都搬回实验室 。
所以 ， 我们把样品带回实验室 ， 分析的各种数据 ， 可能代表不了数据的真实值 ， 或者根本就采不到这个样品 。
带着探针去深潜
那怎么做呢？
我最近做的工作 ， 或者说我最近十几年做的工作 ， 还没有完成我的梦想 ， 是把实验室搬到海底 。
我只是做了一个简单的探针 ， 叫拉曼光谱探针 ， 带着它去深潜 。
甲烷|在海底做实验，这个指哪打哪的探针帮了大忙


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