我科学家研制出"体温计" 能探测海底可燃冰

探头深海海底作业。

张鑫在通过深海机器人控制探头。图由张鑫和美国MBARI研究所共同提供

　　5月26日记者从中科院海洋所获悉，该所张鑫博士作为第一完成人研发出一种“体温计”，可插入深海海底当场获得数据 ，不过这个“体温计”测量到的不是温度，而是海底沉积物中甲烷（可燃冰的主要成分）的可靠含量，这也是全球首个能现场检测海底沉积物中溶解的甲烷含量的设备，相当于把实验室移到了深海海底检测 ，得到最准确最新鲜的第一手数据 ，为开发和研究可燃冰提供了可靠的支持。

　　海底检测可燃冰

　　可燃冰这种神秘的物质有多重光环，它是未来新能源的不二选择，同时也在全球气候变化中具有关键作用，能摸清它的“脾气”非常重要。但由于实验条件限制和可燃冰不稳定的特性，目前对于可燃冰的研究还停留在起步阶段，怎样能获得实地探测的准确数据成为全球科学家的研究方向，而这一难题被中科院海洋所博士张鑫等人给攻克了。

　　中科院海洋所张鑫博士作为第一完成人与美国MBARI研究所合作研制成功了基于深海ROV缆控机器人的“深海甲烷原位探测系统”解决了这个问题，相关研究成果已于近期发表在《地球物理快报》上，并被《自然》和《科学》两份全球顶级科学杂志所报道和评述，在国际上引起强烈反响。

　　对于这个探测系统的意义，张鑫这样解释：“碳酸饮料拧开盖子时就有大量的气泡冒出，海底的可燃冰也是如此，从海底采集的样品带到地面上时其中的主要成分甲烷很快挥发了，检测不到真实的数据，而这套系统能在海底当场获得数据，是最可靠的。”据了解，这套设备是全球首个能在海底实测沉积物中甲烷浓度的仪器。“用这种现场探测设备检测到的数据，效率是传统采样测试结果的10～20倍！”

　　机器人入海帮忙

　　张鑫带记者来到该所多媒体室演示了几段探测视频，记者看到这个探测设备就像一个大的“体温计”，把他插入海底是要靠机器人来完成，机器人跟它之间靠一根“辫子”连接着，机器人的“手臂”用力地握着它插入海底，以得到即时的数据。当然这个“体温计”测量的不是温度，而是海底沉积物中甲烷的含量。

　　“插入海底的部分叫做探头，探头会先吸入海底沉积物中的孔隙水，经过金属烧结而成的过滤器过滤、采样通过泵吸到一个只有0.087ml容量的光学微探测舱中，经过激光照射检测出拉曼光谱，就可分析出该处的沉积物中甲烷含量。”张鑫解释说。

　　18个月研究成功

　　这项研究一经发表就引来了世界瞩目，而这项成果的完成只用了18个月的时间，并且在这一年半的时间里张鑫还完成了他的博士论文，顺利地拿到了中国海洋大学海洋信息探测与处理博士学位。

　　据了解，张鑫当时是由中国海洋大学派往美国MBARI研究所学习，为了这个课题，张鑫之前做了一系列的准备，加上MBARI研究所的科研和技术支持，他在最快的时间内完成了3个原型机，最终取得了成功。2010年夏天他和研究伙伴出海，首次使用了这套设备，并成功完成了人类首次采集深海沉积物中甲烷的原位真实浓度。张鑫的研究成果同时也得到了中科院海洋所秦蕴珊院士的关注，在秦蕴珊院士的推荐下他顺利进入了中科院海洋所工作，继续他对于海洋信息探测的研究。

　　助力新能源开发

　　加拿大著名天然气水合物专家RossChapman教授在看到这项研究成果后，认为该项技术是“昂贵却实用的”，在张鑫看来这是极高的评价。“昂贵是说缆控机器人比较昂贵，购买一台需要4000多万元，中国目前只有‘大洋一号’上有一个在工作；而实用则说这项研究意义深远。”他说，这些研究最多能实地探测最深4000米深海底的可燃冰含量。

　　“可燃冰是未来新能源的不二选择，是目前所有已勘测能源的两倍，包括所有的煤、石油、天然气等；同时可燃冰的主要成分甲烷释放到大气中能引起和二氧化碳同样的温室效应，甚至比二氧化碳还严重。”张鑫说，目前全世界探测到的可燃冰矿藏很多，我国在南海神狐海域也采集到可燃冰的样品。“我们这套设备的发明，可以使科研工作者不用到深海采集样品就能探测某个海域是否有可燃冰存在的可能。”他说。

　　■小资料

　　可燃冰将成为未来能源宝库

　　可燃冰学名“天然气水合物”，又称“固体瓦斯”和“气冰”，是天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质。它在自然界广泛分布在大陆、岛屿的斜坡地带、活动和被动大陆边缘的隆起处 、极地大陆架以及海洋和一些内陆湖的深水环境。在标准状况下，一单位体积的气水合物分解最多可产生164单位体积的甲烷气体，因而它是一种重要的潜在未来资源。

　　■相关新闻

　　中科院海洋所面向社会招人

　　5月26日 ，记者从中科院海洋所获悉，该所今年将继续面向社会招聘 27名各类工作人员，除岗位要求外应聘人员一般应具有博士学位。

　　招聘岗位包括海洋环流与波动重点实验室、海洋地质与环境重点实验室、海洋生物学重点开放研究室等，另外，海洋环境工程技术中心、超算中心等岗位要求硕士以上学位，应聘者还要具备其他岗位要求条件。

　　此次应聘申报时间截至6月17日，应聘人员可登录中国科学院海洋研究所人事教育处主页(http：//159.226.158.218/renshi/xiazai/down.asp)或者拨打电话82898625咨询。