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深海沉积物作为一种重要的深海环境变化记录载体,是海洋学尤其是深海研究必不可少的基础研究资料.因此如何获得超长、连续、无扰动的沉积物柱状样品是深入开展深海科学研究的关键技术环节,也是我国在深海研究国际竞争中取得优势的主要技术瓶颈之一.通过综述国内外深海超长沉积物取样系统的研究进展,发现当今通用的沉积物取样系统存在诸多技术问题,从而不可避免地对沉积物产生扰动、压缩、断层等破坏.基于深海取样系统研制的国内外发展动态,提出了一种新的结合普通重力取样器对浅表沉积物样品无扰动取样和重力活塞取样器获取超长沉积物的混合型超长沉积物取样系统的设计构想. 相似文献
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作为深海科学研究的重要基础装备,深海超长沉积物柱状取样系统在海底地形地貌、海洋地质构造、气候环境变化等研究领域发挥了重要作用,其在海底矿产资源勘探、海洋工程地质勘察等方面展现了巨大应用价值。针对传统超长柱状沉积物取样系统在作业过程中存在的盲目采样、安全隐患大、甲板作业空间受限等问题,自主研制了一套适用于深海的超长可控可视沉积物柱状取样系统,该系统具有液压锤击、立式收放和实时监控功能,能获取连续、超长、具有精准姿态方位信息的柱状沉积物样品。现通过对独立排缆方式、取样管快速拆装、样品封堵、低扰动取样刀头等关键技术细节进行优化,解决了样品扰动大、取样率低的问题,提高了取样作业效率与样品质量,且降低了作业安全风险。2017—2021年,该取样系统搭载不同母船在南海1 700,1 725 和1 778 m水深分别获取了15.25、16.01和15.83 m的长柱状沉积物样品。该设备的成熟应用,可为我国深海探测研究提供技术支持。 相似文献
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深海岩芯取样钻机是开展海洋科学研究、深海资源探测和海底地质取样所必备的关键性装备,随着深海运载器的大规模应用,利用运载器优势发展深海运载器小型岩芯取样探测技术得到了国内外学者的关注,并形成了研究热点方向。在深海运载器作业工具应用认识基础上,首次聚焦运载器岩芯取样钻机研究,对国内外运载器岩芯取样钻机的发展现状、技术特点进行了全面综述。同时,基于"蛟龙"号岩芯钻机研制及应用经验,讨论了发展运载器岩芯取样钻机的关键技术。最后总结了后续发展方向,以期为我国深海运载器岩芯钻机的研发和应用提供技术参考。 相似文献
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针对深海运载器海底岩芯原位取样作业需求,对基于水下运载器的深海原位取芯钻机在深海低温、高压、底层流速多变等特点条件下的作业机理及受力进行分析,并选取硬质合金钻头和PDC钻头进行了取芯钻头的轴向力、切向力和切削功率的数学力学对比计算,确定了单环四齿周向均布的金刚石复合片(PDC)钻头设计方案。在理论分析基础上,针对深海钴结壳设计了台架试验,开展钻进试验研究。通过理论计算和实验研究,探寻了一种基于深海运载器的钴结壳小型钻机设计方法,确定了钻机功率、转速、钻进正向压力和取芯率等基本参数选取范围,对开展海底岩芯原位取样作业具有重要的指导意义。 相似文献
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深海极端环境深部生物圈微生物学研究综述 总被引:4,自引:0,他引:4
20世纪下半叶是人类进行自然探索最为活跃的一段时期。新发现、新技术和新概念层出不穷,大大拓展了人们对宇宙和生命的视野和认识。在海洋学领域,深海热液喷口化能自养(chemolithoautotrophy)系统的发现大大激发了人们对洋底生物多样性及生命形式、过程、起源和进化的兴趣和热情(Baross et al.,1985)。最近30年相继开展的国际深海钻探计划(deep sea drilling project,DSDP)和大洋钻探计划(ocean drilling program,ODP)为我们揭示了一个以前未曾想象到的埋藏在海底沉积物和上部洋壳中的海底深部生物圈(subseafloor deep biosphere)微生物世界。近期研究表明, 深海热液系统中的嗜热和极端嗜热古菌据推测就来源于海底深部生物圈(Delaney et al.,1998;Summit et al.,2001),由此推断,生命的真正起源就发生在地球深部生物圈内。巨大的深度和广度,使得海底深部生物圈容纳了大量的微生物生物量和新颖独特的代谢潜力(Whitman et al.,1998)。由于洋壳板块运动而产生的海底地质构造和过程的异质性、洋壳地球化学过程的复杂性,以及在漫长地质年代中的气候变迁和海洋真光层颗粒物沉降输出的历史和地理差异性,埋藏在海底沉积物和上部洋壳中的生命赖以维持和繁衍的能量供给形式具有高度的多样性, 海底深部生物圈蕴育着丰富多样的代谢形式和新颖的生理生化机制(IPSC,2001)。海洋深部生物圈内的古菌群落将作为特定地质微生物标志(geomicrobiological signature),用来指示过去和现代海洋的地球化学变化和地质环境变迁(inagaki et al.,2001)。海洋微生物生态学研究在最近的20年中取得了一些重要进展,与全球海洋地质历史、地质事件、地质过程和地质作用相关的深海微生物生态学研究,已发展成为一门具有独特魅力的新兴学科,即海洋“地质微生物学”(geomicrobiology)。在46亿年的地球历史中,地圈和生物圈的协同进化过程主要是在微生物的作用下完成的,微生物在海洋沉积物和洋壳中的生物地球化学作用,既是微生物的生态学,又是沉积地质过程和洋壳蚀变的动力学,许多原来以为“无机” 的地质过程,其实都是生命活动的结果(汪品先,2003)。在过去的10年中,分子、遗传、生化和基因组学等现代生物技术被引入地质微生物学的研究中,不但揭示了许多地质环境的微生物多样性,而且阐明了微生物在生物地球化学过程中所发挥的独特作用及环境和生态功能(Newman et al.,2002)。海洋深部生物圈微生物的研究已成为新世纪海洋领域中地学和生物学交叉互补、综合研究前沿的一个新热点和生长点,被列入刚刚启动的国际综合大洋钻探计划(Integrated Ocean Drilling Program,IODP)研究项目的首选(IPSC,2001;中国大洋钻探学术委员会,2003)。尽管这一领域的研究才刚刚起步,却已显示了旺盛的生命力和发展应用前景。 相似文献
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Integration of Real-Time Chemical Sensors for Deep Sea Research 总被引:7,自引:0,他引:7
There is a great demand for in-situ real-time chemical sensors in the oceanographic research, to measure the chemical components under the deep sea. The ISE (Ion Selective Electrode) is commonly used as a detecting part of deep-sea electro-chemical sensors. The paper highlights the solidification and micromation of the working and reference electrodes. The sensors of pH and H2S with a thermal probe are accomphshed after the solution of configuration of electrodes and signal processing. The sensor system has been tested successfully in the cruise of DY105-12, 14 sponsored by China Ocean Mineral Research and Exploitation Association(COMRA). 相似文献
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随着海洋强国战略的推进和国家对深远海开发的重视程度不断增加,掌握全球海洋地形信息将变得越来越重要,所以深远海高质量地形的探测就变得极其重要。为获取高质量的深远海地形数据,以在西太平洋海域的深远海地球物理航次为基础,从航前准备、航次实施、数据处理及成果图件编制等方面探讨获取高质量深远海地形探测的方法和注意事项。通过对整个深远海高质量地形调查过程的介绍让后期相关项目从业人员了解整个项目过程中的关键节点和注意事项,对后期进行深远海地形探测的研究和开发、提升国家在国际深远海领域的话语权和自主权有着重要的意义。 相似文献
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针对“透明海洋”工程对水下实时、长期、连续观测的迫切需求,开展基于水下绞车的实时传输潜标研制。该型潜标采用水下绞车牵引卫星通信浮标的方式,将潜标上搭载的测量仪器观测数据通过铠装通信缆传输到卫星通信浮标,当卫星通信浮标浮出水面时,再通过卫星通信传输至数据接收处理装置,完成数据传输后,水下绞车牵引卫星通信浮标至海面以下50 m,从而实现潜标系统的实时传输功能。本文详细介绍了基于水下绞车的实时传输潜标系统设计及关键组部件设计,并通过海上试验验证了该型潜标海上应用的可行性。 相似文献