研究人员基于“发现”号ROV搭载的海底原位观测装备开展热液区综合探测。中国科学院海洋研究所供图

本报讯（记者廖洋 通讯员王敏）近日，中国科学院海洋研究所基于自主研制的深海原位拉曼光谱探测系统、深海热液温度探针等原位探测装备，首次发现并证实深海热液低温溢流区的气体释放通量是高温喷发区的10倍至100倍。相关成果近日在《地质学》上正式发表。

热液喷口释放的大量气体为热液极端生态系统提供了能量和物质来源，并在全球海洋化学循环中扮演重要角色。“但是，长期以来，热液气体释放通量的有效观测手段一直缺乏，传统测量方式无法保证气体浓度测量的准确性，同时较低的采样效率也制约了通量观测的大范围开展，极大限制了我们对热液释放物质在极端生态系统供养和全球海洋化学循环中作用的认识。”论文通讯作者、中国科学院海洋研究所研究员张鑫表示。

因此，研究人员基于水下缆控潜器（ROV）机器人平台开发了多种海底原位观测探测设备，建立了一系列热液气体组分原位定量分析方法，陆续解决了热液气体浓度难以原位观测、喷口流速难以准确测量、热液喷发区域难以厘定评估的技术难题，构建了适用于热液系统释放气体通量评估的原位观测技术体系。

以典型弧后热液系统为研究靶区，科研人员利用“发现”号ROV搭载的原位观测装备分别对溢流区和高温喷发区开展了大范围的原位探测，获取了14个站位的热液流体的相关数据，并基于超短基线定位系统和视频图像分析手段厘定了热液区流体的喷发区域和面积。

原位观测数据表明，热液靶区的流体温度和气体组分浓度呈现负相关，低温溢流区流体中溶解态气体浓度是高温集中喷发区的数倍至数十倍。基于原位观测数据对热液区气体释放通量的量化评估表明，低温溢流区的气体释放通量是高温喷发区的10倍至100倍。

该研究揭示了热液低温溢流区在气体释放通量中的巨大贡献，并提示热液低温溢流流体对热液生态系统的贡献很可能远超高温喷发区流体，在未来的热液系统研究中应给予更多关注。

相关论文信息：https://doi.org/10.1130/G50623.1