中国科学院海洋研究所科研⼈员基于⾃主研制的深海原位拉曼光谱探测系统,构建了天然⽓⽔合物上升时随⽔深变化的演化模型,并通过深海原位实验⾸次证实了天然⽓⽔合物可携带冷泉⽓体到达海表。相关研究近⽇以封⾯⽂章形式发表于《地球化学观点快报》。海洋中的天然⽓⽔合物所蕴含的天然⽓资源总量相当于传统化⽯燃料碳总量的两倍,是未来理想的清洁能源之⼀,但海平⾯变化、海底地震、滑坡、开采不当等都有可能造成其失稳分解。
针对这⼀问题,中国科学院海洋研究所研究员张鑫团队,利⽤“科学”号科考船及“发现”号遥控⽆⼈潜⽔器,在南海海域的陵⽔、海⻢和Site F冷泉区,利⽤活跃的冷泉喷⼝进⾏天然⽓⽔合物上升分解原位实验,并通过拉曼光谱探测系统实时监测天然⽓⽔合物上升过程中的相态变化。
研究发现,⽔合物在海⽔中上升会经历3个阶段的变化:形貌没有变化但存在⽓体逸出过程的亚稳态阶段,外围⽔合物分解与内部⽔合物⽣⻓共存的阶段,内部⽔合物完全分解的阶段。通过对原位实验进⾏综合研判,团队发现,⽔合物膜的形成能够⼤⼤增加甲烷⽓体的⽣存能⼒,可携带甲烷⽓体到达海洋较浅的深度甚⾄是⼤⽓,这可能是冷泉⽓体影响浅层⽔体或者⼤⽓环境的⼀种重要运输⽅式。
该研究细化了⽔合物分解过程与海⽔深度之间的关系,加深了对⽓体⽔合物分解演化机制的理解,为天然⽓⽔合物上升分解过程研究提供了新⻅解。