新型多管采样器，用于从深海海底采集具有保压性的沉积物样本

《IEEE Journal of Oceanic Engineering》：Novel Multitube Sampler for Collecting Pressure-Retaining Sediment Samples From the Abyssal Seafloor

全海洋深度手提式多管压力保持取样器设计及性能验证。该设备集成压力保持与取样的复合功能，单管容量203ml。数值模拟表明流速0-6m/s斜向流动可优化沉积物解吸效率，背水侧为解吸死区。原型机在菲律宾西渊7700米处试验，实现94%压力保持率。

　　

摘要：

为了满足潜水器在完全海洋深度（作业水深为11,000米）进行深渊海底沉积物压力保持采样操作的需求，设计了一种具有压力保持取芯功能的全海洋深度潜水器机械手持式多管沉积物采样器。提出了一种新型的补偿集成压力保持方法，用于原位深海沟沉积物采样器，每个采样管的体积为203毫升。此外，通过计算机模拟分析了采样管的回收过程，结果表明，0–6米/秒范围内的等效流速可以更有效地使沉积物脱附，且采样管的背水侧是沉积物脱附的最佳位置。该采样器原型在西菲律宾海盆7700米的深度进行了现场测试，采集到的沉积物样本的压力保持率为94%。

一、引言

海洋科学研究和海洋资源开发是当今世界海洋科学技术的前沿领域，而海底沉积物在研究构造演化、古海洋学以及探索海底矿产资源方面具有重大价值[1]、[2]、[3]、[4]、[5]。海底表层沉积物中含有CH₄和H₂S等气体，以及大量的嗜压微生物，同时海洋底部仍然存在大量的生命形式[6]、[7]。特别是，生活在6000米以下水深极端条件下的生物受到了生物学家的特别关注[8]、[9]、[10]。获取这些深海沉积物和嗜压微生物的原始样本是海洋科学研究的重要工具，但这完全依赖于先进的采样方法和技术设备[11]、[12]、[13]、[14]、[15]、[16]。