5月28日消息 據(jù)中國科學(xué)院海洋研究所官網(wǎng)消息，中國科學(xué)院海洋研究所 “科學(xué)”號(hào)科考船，在深海熱液區(qū)首次觀測(cè)到氣態(tài)水存在的證據(jù)。

▲ “發(fā)現(xiàn)”號(hào)ROV拍攝的倒置湖仰視圖

▲ 熱液溫度探針采集的溫度數(shù)據(jù)和RiP系統(tǒng)采集的拉曼光譜數(shù)據(jù)

氣態(tài)水能夠在該區(qū)域的海底之上存留，得益于該區(qū)域獨(dú)特的熱液煙囪構(gòu)造。“蘑菇型”煙囪結(jié)構(gòu)形成了一個(gè)半封閉的體系，將過熱的高溫流體與周圍低溫海水隔離。高溫?zé)嵋簢姲l(fā)物通過倒置湖的鏡面（氣液界面）向海水緩慢擴(kuò)散，這種特殊的噴發(fā)模式有利于熱液硫化物在煙囪邊緣沉淀，從而減弱對(duì)海洋環(huán)境的影響。金屬元素的溶解與運(yùn)移受到流體密度的控制，因此低密度氣相和超臨界相熱液噴發(fā)系統(tǒng)在元素分配和硫化物礦化過程上與常規(guī)熱液系統(tǒng)有明顯差異。當(dāng)前，超臨界相與氣相熱液噴發(fā)系統(tǒng)僅在洋中脊熱液區(qū)被觀測(cè)到，此次在弧后熱液區(qū)觀測(cè)到的氣相熱液噴發(fā)系統(tǒng)與洋中脊的超臨界相與氣相的噴發(fā)系統(tǒng)相比，具備更加穩(wěn)定的噴發(fā)條件。對(duì)此類氣相熱液噴發(fā)系統(tǒng)的原位探測(cè)，有助于揭示此類低密度氣相熱液噴發(fā)系統(tǒng)的熱液硫化物礦化過程以及對(duì)深海環(huán)境的影響。

上述發(fā)現(xiàn)是使用我國自主研發(fā)的國際首個(gè)可以直接插入450℃深海熱液噴口的譜系化拉曼光譜探針（RiP）獲得的。高溫?zé)嵋簢娍诘脑惶綔y(cè)一直是世界性技術(shù)難題，由于苛刻的高溫、高壓、強(qiáng)酸(堿)和渾濁的流體環(huán)境，深海高溫?zé)嵋簢娍谝恢北徽J(rèn)為是光學(xué)鏡頭的禁區(qū)。RiP高溫?zé)嵋豪庾V探針成功突破了普通光學(xué)鏡頭不耐高溫和防顆粒附著性能差等技術(shù)難題，為深海熱液高溫流體地球化學(xué)性質(zhì)研究提供了首個(gè)多參數(shù)原位光學(xué)探測(cè)傳感器，為研究熱液流體對(duì)海洋環(huán)境和全球變化的影響提供了一種新方法。

博士研究生李連福為文章第一作者，張鑫研究員為通訊作者。

Li, L., Zhang, X., Luan, Z., Du, Z., Xi, S., Wang, B., et al. (2020). Hydrothermal vapor‐phase fluids on the seafloor: Evidence from in situ observations. Geophysical Research Letters, 47, e2019GL085778.

https://doi.org/10.1029/2019GL085778

▲ 倒置湖鏡面的形成原理以及“蘑菇型”構(gòu)造的形成模型

▲ 全球已探明的活動(dòng)熱液區(qū)分布以及具有相似結(jié)構(gòu)的熱液區(qū)位置