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深海海底邊界層，是海洋與海底沉積物交互作用的關(guān)鍵區(qū)域，也是甲烷等溫室氣體與海底化學(xué)物質(zhì)交換的重要界面。如何在這一環(huán)境中實(shí)現(xiàn)高精度、長期、穩(wěn)定的原位監(jiān)測(cè)，一直是海洋科學(xué)與環(huán)境工程領(lǐng)域的技術(shù)難題。

近期，中國海洋大學(xué)聯(lián)合多家科研單位在《地學(xué)前緣》發(fā)表了題為《深海海底邊界層原位觀測(cè)系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用》的研究成果。在該研究中，團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)并應(yīng)用了“深海海底邊界層原位觀測(cè)系統(tǒng)（ABBLOS）"，實(shí)現(xiàn)了對(duì)南海北部海底邊界層物理化學(xué)參數(shù)與海洋動(dòng)力過程的同步觀測(cè)。

而在這套系統(tǒng)中，德國Franatech公司生產(chǎn)的METS鈦合金甲烷傳感器，扮演了的角色

深海海底邊界層原位觀測(cè)系統(tǒng)實(shí)物圖Actual photos of ABBLOS

ABBLOS 集成的設(shè)備及安裝位置示意圖

Schematic diagram of equipment and installation position on the ABBLOS

Franatech METS傳感器被集成于ABBLOS系統(tǒng)內(nèi)，專用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)海底邊界層海水中溶解甲烷的濃度變化。在2020年于南海神狐海域655米水深處的長期觀測(cè)中，該傳感器以每秒0.2次的高頻采樣，持續(xù)穩(wěn)定工作，獲取了寶貴的甲烷濃度時(shí)序數(shù)據(jù)。

中國南海北部內(nèi)波分布圖與觀測(cè)系統(tǒng)布放站位的位置（據(jù)文獻(xiàn)[31]修改）

Distribution of internal waves and the sites of placement of ABBLOS in the northern South China Sea (modified after [ 31])

海底邊界層物理化學(xué)指標(biāo)的同步變化（行為甲烷濃度）

Synchronous change of physical and chemical indexes of seabed boundary layer

數(shù)據(jù)顯示，觀測(cè)期間海底邊界層溶解甲烷濃度介于2.6~4.0 nmol/L之間，整體呈逐漸下降趨勢(shì)，且始終維持在海洋甲烷背景濃度范圍內(nèi)。這一結(jié)果不僅印證了該海域甲烷釋放較為穩(wěn)定、未出現(xiàn)劇烈滲漏現(xiàn)象，也體現(xiàn)了傳感器在深海高壓、低溫、高鹽環(huán)境下的穩(wěn)定性和靈敏度。

Franatech METS甲烷傳感器采用鈦合金材質(zhì)，具備優(yōu)異的耐腐蝕性與高壓適應(yīng)性，可適用于深海環(huán)境。其高精度測(cè)量能力，為科學(xué)家理解海底生物地球化學(xué)過程、評(píng)估天然氣水合物穩(wěn)定性、乃至研究碳循環(huán)提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐。

參考文獻(xiàn)：《地學(xué)前緣》--深海海底邊界層原位觀測(cè)系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用

此次ABBLOS系統(tǒng)的成功應(yīng)用，不僅是我國深海觀測(cè)技術(shù)的重要突破，也是Franatech傳感器在深?？瓶贾锌煽啃阅艿纳鷦?dòng)體現(xiàn)。它證明，即便在數(shù)千米的深海底部，該傳感器仍能實(shí)現(xiàn)對(duì)甲烷濃度的連續(xù)、準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)，為海洋地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警、氣候環(huán)境研究及能源勘查提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障。

青島領(lǐng)海海洋儀器有限公司

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