青岛海洋地质研究所量化深海冷泉气体渗漏通量

近日，青岛海洋地质研究所科研团队在深海冷泉气体通量量化研究方面取得新进展。团队提出一种基于多波束水体数据的深海冷泉气体渗漏通量稳健量化方法，相关成果以“Quantifying the deep-sea cold seep gas flux using multibeam water column data: A case study in the Shenhu area of the South China sea”为题，发表于国际海洋学期刊《Deep-Sea Research Part I》。此外，团队研发的核心算法系统《冷泉气体气体通量声学反演软件V1.0》已获软件著作权登记证书。

准确量化冷泉向海水中释放的气体通量，对天然气水合物资源勘探及海洋碳循环研究具有重要意义。该研究提出一种创新的气体通量量化方法：采用并行遗传算法估计气泡尺寸分布参数，以最小化回波强度实测值与理论值之间的残差；基于核密度估计从优化参数中估计稳定的气泡体积；最后，结合气泡体积与上升速度模型计算获得气体通量。该研究利用多波束测深系统采集的气体羽流数据进行实验验证，首次基于多波束水体数据获得了南海神狐海域冷泉气体羽流的高精度三维瞬态点云，并成功实现了气体通量的定量估算。实验结果显示，观测到的气体羽流最大上升高度约820米，总气体通量达（6 ± 1）× 10⁴升/分钟。仿真实验表明，回波强度与气体通量之间具有显著相关性，进一步证明了方法的稳健性与适用性。该方法为利用水体数据开展气体通量估算提供了高效可靠的技术路径，也为深海碳排放量化评估及海洋生物地球化学循环模拟提供了重要手段。

上述研究成果由青岛海洋地质研究所与山东科技大学海洋测绘团队合作完成，成果得到国家自然科学基金、山东省自然科学基金、青岛市自然科学基金等项目的支持。