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在廣袤神秘而人類難以抵達的深海，是一片荒蕪的禁區還是充滿生機的樂園呢？

過去人們通常認為，在陽光無法到達的深海，生命是難以存活的。然而，隨著研究的深入，20世紀70年代科學家在海底相繼發現了熱液和冷泉噴口，并且觀察到在噴口附近常常伴生著繁茂的生物群落。

萬物生長靠太陽。在沒有陽光的深海，繁茂生物群落的物質和能量又從何而來呢？

奇異的海底景觀：“海底煙囪”和冷泉

聽說過“海底煙囪”嗎？在伸手不見五指的深海里，一股股“黑煙”咕咚咕咚從地下冒出來，就像大煙囪一樣。這，就是熱液噴口，俗稱“海底煙囪”。實際上，這不是煙霧，而是被加熱的海水攜帶地層深處的物質從滲漏口泄露到周圍海水中，滲漏流體中的硫化物會逐漸在噴口附近形成煙囪體。

跟熱液想對，還有“冷泉噴口”，也就是地層深處的烷烴氣體從底層沉積物中沿滲漏通道向上運移并進入海水形成的。

由此可見，海底噴出的熱液和冷泉將地層深處的物質釋放到近海底，為化能合成細菌提供碳源和能量來源，從而形成了繁茂的深海化能合成生態系統。

海底熱液和冷泉是連接巖石圈、水圈以及生物圈的物質能量通道，在全球范圍內的元素循環、地球生命起源、全球氣候變化等關鍵科學領域都具有極為重要的研究價值。

科學家如何探測熱液和冷泉

隨著水下潛器以及深海原位探測技術的發展，越來越多的科學家選擇將深海探測裝備搭載水下潛器（如有纜遙控機器人、載人潛水器、水下自治機器人等）下潛到熱液、冷泉噴口附近，進行抵近原位探測。然而，這些取樣樣品一旦到了陸地，某些特定的成分如甲烷、硫化氫等，會隨著外界溫度、壓力、氧化還原條件的改變揮發或者分解了。更糟糕的是，即便是通過保真取樣獲取的樣品，其中的成分與原位真實濃度相差也極大。

那么，有沒有更好的方法呢？

現在，光譜技術已經開始廣泛應用于深海冷泉、熱液區域探測。光譜技術具有無需對樣品進行預處理、無損、可多組分同時探測等優點，已被廣泛應用于深海目標物的原位探測領域。尤其是拉曼光譜技術，已經成為近幾十年來在深海冷泉、熱液區域應用最廣泛的原位探測技術之一。

但是，隨著對深海熱液和冷泉系統研究的深入，科學家逐漸認識到深海熱液和冷泉活動在時間和空間上都具有強烈的不均勻性。針對這一問題，中國科學院海洋研究所近海底地質過程課題組研發了深海多通道激光拉曼光譜儀，為解析冷泉生態系統生物群落變遷、生活史演替、種群補充機制等重要基礎生物學問題及其與環境之間的合作關系提供了重要的第一手數據。

多通道拉曼光譜探測系統與以往研發的深海激光拉曼光譜探測系統的不同之處是，通過光切換開關實現了對激光器、光譜儀和光電傳感器的分時復用。

同時，這也將成為回答冷泉關鍵環境參數與上層水體水動力過程、地質活動關系等科學問題的金鑰匙，有望產出一批重大科學發現，提升我國深海冷泉、熱液研究領域的國際影響力。