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[印度洋科考] (十八)首次获取热液样品

作者:张朝晖 发布日期:2017-04-06 访问次数:52

2017年3月11日,星期六。大糦热液区

今天是国家海洋局生物遗传资源重点实验室主任邵宗泽下潜。下午5pm这位蜚声中外的科学家回到甲板,蛟龙号给我们带来了丰富的成果!

傅文韬给我们采集了2管保压热液、硫化物、生物样品等。王硕总算开光了!晚饭后,开始保压转移。这套系统是浙江大学机械学院的吴世军老师设计的。原先韩老师跟他们要求的保存管只有20ml, 我去年11月份去玉泉校区找吴老师时,要求改为40ml的容积。保压采水的管子和转移后的保存管都是用钛合金制成的,可以耐住高温、强酸的热液,因此价格比较贵。但是因为从20ml扩大到40ml,增加的边际成本有限,但却可以为我们带来多1倍的样品量,这使得我们在分析所含气体,如甲烷、硫化氢的气体含量,特别是它们的稳定同位素方面有了余地。

由于各种气体在深海的溶解度远远大于表层海水,所以在甲板上一旦开启,压力释放,气体就会随之逃逸,使得我们无法在实验室分析这些气体。由于船上不具有分析气体的设备,为了避免气体的逃逸,我们需要进行二次转移,即使用等压转移的方式转移到保存管。等压转移是为了避免产生相变。

硕硕先是从采样器下载了数据,得到B管录得的温度最高为259ºC,而C管则为272ºC。B管的压力偏低,只有20 MPa, 估计没有完全采集完成。C管压力达到30MPa。采样器的采样口通过转接头连接一个钛合金制作的针阀。采样器的蓄能腔连接手摇加压泵,通过手摇泵的压力表读取蓄能腔的压力,由于蓄能腔和样品腔的压力始终是平衡的,可以直接读取样品的压力。

连接好管路后,先将针阀稍微开启,待样品流出一两滴,此时样品充满针阀管路后,再将针阀的另一端连上钛合金制作的保压样品管(体积为40ml)。随后开始进行样品的转移过程,缓慢开启针阀,让液体从采样器流向样品管,同时,压力开始降低。按照硕硕的指示,我转动手摇泵对蓄能腔加压,使采样器样品上的压力恢复到20,然后一边慢慢地释放,一边加压,一边释放。一直到压力不再变动,表面样品管里液体的压力和采样器的样品压力已经相等,此时样品管已经充满。拧紧样品管的进样口螺丝,封好。卸下管子,编号。放一点液体(包括在压力下的硫化氢气体)到饱和的乙酸锌溶液,看到有一点点小颗粒。用一根离心管给小猴采集了5ml。闻到了一股味道,好像有点香味似的。又释放了5ml液体,顿时闻到了硫化氢的味道。测得的pH=5.52和Eh=-243.9 mv表明,我们终于第一次得到了真正的热液样品!

(张朝晖)2017-3-11