中国科学院长春光机所梁静秋研究员团队联合中国科学院合肥物质科学研究院阚瑞峰研究员团队、中国科学院深海所杜梦然研究员团队研制的深海原位溶解气体光谱分析仪（中国科学院A类先导专项资助）完成了多次深海海试实验，实现了对南海“海马”冷泉区累计时长达45天的连续原位观测，该子课题圆满完成任务，顺利通过验收。

深海环境中的碳循环反映了海洋生物以及地球地质演化的过程，对深海科学研究具有重大意义。深海冷泉位于大洋深处的海底山脉、断裂带或海底火山附近，由于复杂的地壳活动、地热作用和岩石化学反应等，这些区域通常伴随着大量的气体（CH₄、CO₂、H₂S、NH₃等）释放。因此，长期观测深海冷泉区的溶解气体浓度分布有助于更好地管理和保护地球的生态系统，以及应对气候变化等全球性挑战。

针对深海溶解气体检测存在的时间分辨率低、动态范围窄、难以原位长期工作等问题，项目团队开展了基于疏水透气膜的石英增强光声光谱（QEPAS）溶解气体原位快速分析方法研究。设计了微型测量腔并结合平衡态测量模型将系统响应时间缩短至4min，较之前公开报道的同类型光谱仪提高了两个量级；同时针对光强抖动导致系统稳定性差的问题，提出了基于光致热弹效应的光声-光致热弹双光谱浓度光强同步测量方法，实现了气体浓度大动态范围（10⁸）测量精确光强修正，系统稳定性提升了60倍以上。

基于QEPA-LITES的深海原位溶解气体光谱分析仪结构框图及实物图

深海原位溶解气体光声光谱分析仪自2022年4月起参与“探索二号”科考船TS2-13-1航次南海科考，将设备搭载在4500米级“原位实验室”平台并先后开展了10余次海底试验，光谱仪最大试验深度为1838米，海底连续运行最长时长为45天，在国际上首次采用石英增强光声光谱技术实现了海水溶解气体原位连续观测。海试试验结果表明，研制的原位光谱分析仪运行稳定可靠，完成了任务书设定的各项功能，指标均达到任务书要求。

项目研究成果可有效提升相关技术装备的国产化水平，以此为引导，将进一步攻克相关深海探测装备的关键技术，通过与专项中其他项目的协同攻关，数据共享，提高我国深海观测/探测能力，为深海相关科学研究提供必要的技术支撑。