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在广袤神秘而人类难以抵达的深海，是一片荒芜的禁区还是充满生机的乐园呢？

过去人们通常认为，在阳光无法到达的深海，生命是难以存活的。然而，随着研究的深入，20世纪70年代科学家在海底相继发现了热液和冷泉喷口，并且观察到在喷口附近常常伴生着繁茂的生物群落。

万物生长靠太阳。在没有阳光的深海，繁茂生物群落的物质和能量又从何而来呢？

奇异的海底景观：“海底烟囱”和冷泉

听说过“海底烟囱”吗？在伸手不见五指的深海里，一股股“黑烟”咕咚咕咚从地下冒出来，就像大烟囱一样。这，就是热液喷口，俗称“海底烟囱”。实际上，这不是烟雾，而是被加热的海水携带地层深处的物质从渗漏口泄露到周围海水中，渗漏流体中的硫化物会逐渐在喷口附近形成烟囱体。

跟热液想对，还有“冷泉喷口”，也就是地层深处的烷烃气体从底层沉积物中沿渗漏通道向上运移并进入海水形成的。

由此可见，海底喷出的热液和冷泉将地层深处的物质释放到近海底，为化能合成细菌提供碳源和能量来源，从而形成了繁茂的深海化能合成生态系统。

海底热液和冷泉是连接岩石圈、水圈以及生物圈的物质能量通道，在全球范围内的元素循环、地球生命起源、全球气候变化等关键科学领域都具有极为重要的研究价值。

科学家如何探测热液和冷泉

随着水下潜器以及深海原位探测技术的发展，越来越多的科学家选择将深海探测装备搭载水下潜器（如有缆遥控机器人、载人潜水器、水下自治机器人等）下潜到热液、冷泉喷口附近，进行抵近原位探测。然而，这些取样样品一旦到了陆地，某些特定的成分如甲烷、硫化氢等，会随着外界温度、压力、氧化还原条件的改变挥发或者分解了。更糟糕的是，即便是通过保真取样获取的样品，其中的成分与原位真实浓度相差也极大。

那么，有没有更好的方法呢？

现在，光谱技术已经开始广泛应用于深海冷泉、热液区域探测。光谱技术具有无需对样品进行预处理、无损、可多组分同时探测等优点，已被广泛应用于深海目标物的原位探测领域。尤其是拉曼光谱技术，已经成为近几十年来在深海冷泉、热液区域应用最广泛的原位探测技术之一。

但是，随着对深海热液和冷泉系统研究的深入，科学家逐渐认识到深海热液和冷泉活动在时间和空间上都具有强烈的不均匀性。针对这一问题，中国科学院海洋研究所近海底地质过程课题组研发了深海多通道激光拉曼光谱仪，为解析冷泉生态系统生物群落变迁、生活史演替、种群补充机制等重要基础生物学问题及其与环境之间的合作关系提供了重要的第一手数据。

多通道拉曼光谱探测系统与以往研发的深海激光拉曼光谱探测系统的不同之处是，通过光切换开关实现了对激光器、光谱仪和光电传感器的分时复用。

同时，这也将成为回答冷泉关键环境参数与上层水体水动力过程、地质活动关系等科学问题的金钥匙，有望产出一批重大科学发现，提升我国深海冷泉、热液研究领域的国际影响力。