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    6月8日是第16个世界海洋日、第17个全国海洋宣传日。中国地质调查局地学文献中心联合北京科学中心、青岛海洋地质研究所,在北京科学中心2号楼隆重推出“中国深度—深海探索主题展”海洋日特别科普活动。

    活动期间,来自青岛海洋地质研究所的正高级工程师孟庆国以“未来新能源--‘可燃冰’”为题,进行了图文并茂、深入浅出的科普讲座,同时为观众带来一场别开生面的“可燃冰”科学实验秀。现场观众不仅近距离观摩了难得一见的可燃冰样品,还亲眼见证了可燃冰遇火即燃的冰火奇缘。在现场制作液氮冰激凌环节,现场观众通过科学与味蕾的碰撞,更是亲身体验了不一样的“冰”,度过了一个意义非凡的海洋日。

    数百名社会公众参加了现场活动,北京电视台《文化传承者之传承少年》节目组参与录制,多家单位记者亲临活动现场进行报道。活动通过央视科教、央视社教、科普中国、数字北京科学中心等平台进行直播,直播受众人数约50万人次;光明日报、中国青年报、科普时报等60余家媒体对活动进行了深入报道。

    此次海洋主题科普活动深度普及了海洋科学知识,增进了公众对海洋资源宝库的认识,对推动社会公众认识海洋、爱护海洋、亲近海洋、保护海洋具有积极作用。

    科普活动现场

    可燃冰燃烧实验

    现场制作液氮冰激凌

    小朋友争先恐后回答问题

    展示可燃冰样品

     
     
    传播人海和谐理念畅享海洋科普盛宴---地学文献中心联...

    1月22日至23日,自然资源部中国地质调查局青岛海洋地质研究所科普基地迎来了新年首次科普热潮,青岛市南京路小学、实验初级中学、新世纪学校、26中以及福林小学的中小学生陆续来基地参观和研学。

    活动期间,科普工作人员带领大家参观科技馆,用生动有趣的语言讲解了地质学知识,然后结合单位的业务情况向大家介绍了海洋地质调查与研究情况,同时介绍了大家比较感兴趣的萤石、水晶、岫玉、方解石、海百合、叠层石、恐龙蛋等矿物、岩石和生物化石。

    为了进一步巩固知识,孟庆国高级工程师、耿威博士以及特邀河海大学张鹏辉博士为大家呈送了三场有关可燃冰与海洋油气资源的精彩报告。报告采取互动的方式,老师授课同时引导学生积极参与问答,对于积极参与的同学赠送相应的小小岩石标本作为奖励。孟庆国带领的可燃冰团队亲自指导南京路小学海洋研学团利用球棍、磁力贴拼接的方式认识可燃冰分子,同时现场展示人工合成的可燃冰,学生亲自观察、触摸并点燃,极大的激发了大家对于科学的兴趣。

     

     

     

     

     
    青岛海洋所科普基地迎来新年首批科普热潮

    128日,自然资源部中国地质调查局青岛海洋地质研究所科普基地迎来青岛一中高一、青岛市26中初三和天山小学四年级三个团体,基地针对不同年龄层次学生的特点和需求,安排了相应的活动。

    活动期间,自然资源部科普基地首席传播专家印萍研究员给青岛一中高一的同学们做了如何开展研究性学习的报告。她结合自己工作实际和指导高中生开展科研小课题研究的实践经验,讲解研学活动的关键,怎样确定研学目的、制定计划,一个团队如何去分工协作,研学的过程中怎么去解决问题,如何撰写科研报告以及如何展示研学成果等一系列问题,并且以可燃冰研学活动为例,提出了具体的建议。

    基地的青年科普专家李彦龙助理研究员为初、高中的同学们送上一场《深海正能量:可燃冰》的科普报告。他讲解了可燃冰的基本知识,分享了自己从事可燃冰这项工作中的一些亲身经历。孟庆国高级工程师携可燃冰团队指导26中初中生动手实验,通过拼接球棍和磁力贴模型,认识可燃冰分子微观结构。卜庆涛博士带领青岛一中高一学生参观了水合物实验室。

    期间,科普志愿者带领小学生和初中生们参观了海洋地质科技馆,讲解了有关地球的历史、板块运动、海洋形成等基本的地质学知识和矿产资源等。

    研学结束后,不同阶段的学生有不同的收获,同学们纷纷表示研学内容丰富,从小学生基本的海洋知识到高中生的研学课题,受益良多,对于海洋地质知识产生了更大的兴趣!

    青岛海洋所科普基地迎来三校研学实践活动

    日前,由中国地质调查局青岛海洋地质研究所为青岛市中小学海洋节“小海米深蓝实验室”选送的“认识‘可燃冰’海洋科普实验课走入青岛市市南区实验小学,240余名五年级学生有机会近距离了解有关可燃冰的相关知识。

    期间,青岛海洋所科普志愿者孟庆国高工精心设计了实验课程,为孩子们图文并茂地讲解了可燃冰的发现过程、概念、结构组成、形成条件、外观形貌、分布特点及开发方法等基本知识,并指导学生积极动手,利用模型教具,拼插简单分子模型,加深认识可燃冰的主要物质组成;利用孩子们喜闻乐见的拼装玩具,拼装常见的可燃冰笼型结构,通过直观的展示,让孩子们了解可燃冰结构的微观世界。最后,还指导学生完成了实验报告。讲课期间,同学们认真听讲、积极动手操作,利用模型成功地拼出了可燃冰的主要成分,认识了它们的结构,收获了成功的喜悦。

    此次活动中,青岛海洋所科研人员创新了科普形式,首次加入了互动环节,以学生们喜闻乐见的方式,增强了学生们的参与程度,受到了孩子们的喜欢,展现了良好的效果。

    据悉,青岛市中小学海洋节是青岛市教育局和青岛出版集团联合举办的一年一度的连续性活动(目前正在举行第三届),旨在推进青岛市中小学海洋教育全面深入实施,提高中小学生的海洋意识。海洋节活动的对象主要是青岛市中小学尤其是青岛市的海洋特色学校。“小海米深蓝实验室”是青岛市中小学海洋节的系列活动之一,主要邀请青岛市各涉海研究所和高校的海洋专家作为实验导师,走进小学生的课堂,为小学生讲解科普知识。

    青岛海洋所科普工作助力青岛市中小学海洋节

    6月3-4日,中国地质调查局青岛海洋地质研究所孟庆国博士和张鹏辉博士受邀在青岛地质之光展览馆为青岛电视台小记者团开展科普讲座。 

    期间,孟庆国博士作了题为《解密可燃冰》的科普报告,报告围绕“什么是可燃冰”、“为什么要研究可燃冰”、“如何寻找可燃冰”、“如何合理利用可燃冰”等方面进行专业的讲解,对目前天然气水合物的研究现状及我国的研究进展进行阐述。报告过程中,小记者团对天然气水合物体现出非常大的兴趣,孟博士同小记者及家长进行了交流互动,认真耐心地回答了大家对水合物的疑问,通过交流学习,小记者们加强了对天然气水合物的了解,并对天然气水合物的商业开采充满期待。   

    张鹏辉博士作了《海洋石油的前世今生》为主题的科普报告,报告围绕“什么是海洋”、 “全球洋与中国海”、 “探索海洋”、 “石油是什么样子的”、 “石油是怎么形成的”、 “石油保存在什么地方”、 “海洋石油在哪里分布”、 “如何寻找海洋石油”、 “石油的用途”等方面开展了详细的讲解,全面介绍了海洋石油从生成到保存再到勘探发现的整个过程,耐心解答了小记者们的问题,并同小记者们一起畅谈了海洋石油的未来。 

    本次科普讲座活动参与人员60余人,小学生记者们响应强烈,更有家长积极参与。本次活动在普及海洋与能源知识的同时,还很好地宣传了青岛海洋所地调科研的最新进展和成果,有助于提高公众对能源地质工作意义的认知和认可,取得了良好的社会效果。

      

      

    青岛海洋所在青岛地质之光展览馆开展科普讲座

    2020年9月19日,以“决胜全面小康、践行科技为民”为主题的全国科普日活动在全国范围内同步启动。9月26日,自然资源部中国地质调查局青岛海洋地质研究所与青岛市科学技术协会、青岛市教育局、青岛水族馆联合举办了一场“走进可燃冰实验室”大型实景科普直播活动,活动通过青岛海洋科普联盟科普直播室、中国矿业报社Bilibili平台“矿世奇谈”直播间面向全网直播。

     

    活动当天,以自然资源部天然气水合物重点实验室主任、海洋试点国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室主任、自然资源部首席科学传播专家吴能友研究员为首的科研团队14名科研人员,带领观众走入9个天然气水合物子实验室,介绍前沿科学知识,带大家领略了科技的魅力。

     

    在两位主持人的引领下,观众们从“海洋地学之光”雕塑开始开启了认识可燃冰之旅。吴能友研究员首先介绍了自然资源部天然气水合物重点实验室的定位、研究方向,以及“多学科结合、多尺度融合、直接面向应用”的特色,目前实验室已经发展成为国际上重要的天然气水合物勘探开发研究核心基地之一。吴能友研究员向观众们预告了科技人员将通过声光电等高科技手段揭秘可燃冰、展示来自我国海域真实的可燃冰样品、进行可燃冰点燃实验等参观内容,让观众对接下来的旅程充满期待。

    观众们跟随镜头最先进入的是水合物XRD(X射线粉晶衍射)和CT实验室,孟庆国老师首先通过形象的图片介绍了可燃冰微观晶体5种主要的笼形结构,这5种笼子按照一定的组合方式就形成了可燃冰I型、II型和H型三种典型的晶体结构类型。孟老师用科学小装置展示了光的衍射现象,每种晶体在X射线的照射下,都有形成专属于自己的衍射谱图,就像每个人的指纹一样。科学家就是用XRD仪器作为眼睛,去“观察”可燃冰的微观世界。接下来,李承峰老师用一张人手部的X射线透射光片介绍了医用CT探测人体内部构造的功能,实验室的X-CT也是一样的原理,它利用不同密度物质对X射线吸收能力的差异来探测可燃冰物质内部信息。李老师向观众展示了可燃冰在有孔虫腔体中、沉积物空隙中以及裂缝中分布的CT影像。

     

     

    纯有孔虫壳体介质中甲烷水合物生成前(a)和生成后(b)的微观分布图

     

    甲烷水合物在南海沉积物中生长过程微观分布的CT图像

    在NMR核磁共振实验室,孟庆国老师同样从医用核磁共振检测入手,介绍实验室利用核磁共振成像原理观察可燃冰分解过程。在声学和电学实验室,陈杰老师敲击岩心激发声波展示接收的波信号,赵金环博士用不同浓度的盐水点亮灯泡,这些简单而有趣的小实验帮助观众理解科学家应用超声波和电学成像法探测水合物的技术手段。

    做完声学与电学小实验,最激动人心的时刻来了!李彦龙和孟庆国老师在低温实验室隆重地向大家展示了科学家们千辛万苦从海底采集的可燃冰样品,让大家见到了这位沉睡在海底的“神秘朋友”。除了展示自然条件形成的可燃冰样品,他们还介绍了实验室人工制备和保存可燃冰的方法,并在现场点燃了实验室特地为本次直播活动合成的可燃冰,熊熊火焰在“冰”上“跳舞”的奇观,让人叹为观止!李彦龙老师还用量筒中的沉积物做了水的渗流实验,生动直观地让观众认识到砂质沉积物和泥质沉积物不同的渗透能力,从而理解了在两种储层中开采可燃冰的难易程度。

    点火实验结束之后,主持人带大家来到激光拉曼实验室,郝锡荦博士从天空为什么是蓝色的讲起,介绍空气中的氧气和氮气分子的瑞利散射现象,以及光的另一种特殊的散射现象-拉曼效应,正如每个人的指纹是不同的,不同的物质都有属于自己特征的拉曼光谱。正是利用这个原理,科学家用激光照射水合物样品,就可以鉴定水合物的类型。郝博士展示了南海和祁连山水合物样品的拉曼光谱,观众们也可以轻松地鉴别出二者的不同。

     

     

    在低温扫描电子显微镜实验室,孙建业博士向大家展示了低温扫描电镜在水合物实验测试中的应用。同学们熟悉的光学显微镜一般最高能将样品表面放大到几百倍,而扫描电镜则可以放大到几千至上万倍,让科学家细致观察物质的微观表面形貌。我们虽然用肉眼看不到南海岩心样品中的水合物,而在低温扫描电镜下,可燃冰就清晰地呈现在我们眼前了。

    低温扫描电镜下南海水合物微观形貌特征(分散型) 

    在黑暗的深海底部,没有阳光,却繁衍着大量的微生物,孕育着另一片生命的绿洲。在微生物实验室,李晶博士讲解了她培养和研究与甲烷关系密切的微生物-产甲烷菌和嗜甲烷菌的工作,原来研究这些细菌不仅可以深化我们对水合物成藏机理的认识,对它们进行DNA解码还可以为海底生态系统研究提供信息。

    参观到这里,可燃冰的微观探测体验就告一段落了。主持人带领观众来到了冷泉研究室,徐翠玲博士介绍了海底冷泉的概念,冷泉探测标志,如声学剖面上的气泡羽状流、特征生物群落等,向观众展示了海底机器人抓取到的冷泉碳酸盐岩实物样品,冷泉周围生长的巨蛤、贻贝、管状蠕虫、盲虾、毛瓷蟹等生物,主持人代表观众和徐博士探讨了巨蛤能不能吃、为什么海底白色的生物居多等有趣的话题。

    毛瓷蟹和贻贝

    巨蛤

    最后,观众随着镜头来到了地震数据处理中心,徐华宁主任用一段“海洋地质九号”实施地震测量的动画给观众介绍了如何利用地球物理方法快速寻找海底可燃冰藏,他展示了经过处理的赋存可燃冰地层的地震剖面,漂亮的剖面展示了科技人员高超的处理水平,赢得了网上同行的称赞。徐主任用通俗易懂的语言讲解了水合物储层的反射特征,他热情地鼓励观众认真听讲,成为一名水合物地震勘探小专家。

    含水合物储层的BSR剖面

    帅气的陈强博士是从事水合物试开采技术研究的专家,他用动画的形式向大家介绍了水合物开采方面存在的技术难题和破解方法,他自信的话语让我们对未来可燃冰的开发应用充满了信心。

    水平多分支井试采工艺示意图

    本次的“云上参观可燃冰实验室”让观众们行程满满,收获多多,大家走进各种各样的实验室,见识了各种各样先进的仪器设备,跟随科学家为可燃冰做了一个全面透彻的体检,了解了可燃冰是什么物质,可燃冰的结构、性质和形成条件,到哪里寻找可燃冰,用什么样的手段寻找以及怎样安全高效地开采可燃冰等科学知识。活动展示了我国海洋地质调查研究的创新性成果,展现了科学家风采,引发了网友对海洋科学、可燃冰的兴趣,让广大科技爱好者更加了解可燃冰这种新能源,唤起了大家关心海洋,保护海洋的责任感和意识,激发了大家参与探索海洋、建设海洋强国的决心。

    本次活动中青岛海洋地质研究所首次在移动端开展移动场景大型科普直播,活动得到了青岛水族馆的大力支持,共吸引5万多观众在线收看,体现了青岛海洋科普联盟的组织力量,为联盟成员合作开拓海洋综合研学实践领域提供了优秀案例。

    青岛海洋所成功举办“走进可燃冰实验室”大型实景科...

    8月7日,海信小学暑期实践团师生一行12人到自然资源部中国地质调查局青岛海洋地质研究所参观学习。青岛海洋所热情接待了参观师生,并对参观路线、学习内容进行了精心安排。

    首先,青岛海洋所科技人员对海洋地质科学进行了总体介绍,详细讲解了海洋地质调查研究工作的主要内容、人员装备、技术方法,以及在支撑国家海洋矿产资源开发、海洋环境保护和海岸带生态文明建设发挥的作用。重点对青岛海洋所的两个特色研究领域,即滨海湿地生态地质和天然气水合物地质,做了专题讲解。

    自然资源部北方滨海盐沼湿地野外观测研究站丁喜桂博士向师生们展示了水生植物标本,结合精美图片讲解了芦苇、翅碱蓬、柽柳等北方湿地常见的植物及其生长特点。同时介绍了湿地的基本类型,在辽宁盘锦、山东东营、江苏盐城等典型滨海湿地开展的工作情况,以及湿地保护和修复成果等内容。

    自然资源部天然气水合物重点实验室孟庆国博士为参观师生展示了人工制备的天然气水合物样品,讲解了可燃冰的物质组成、性质、分布、实验测试、资源勘查以及试采技术方法等基本知识,利用球棍模型展示了可燃冰晶体的微观结构。随后进行了可燃冰点燃实验,让同学们更加直观地认识到可燃冰是由水和天然气在低温高压条件下形成的冰状物质。

    最后,自然资源部北方滨海盐沼湿地野外观测研究站首席科学家叶思源研究员以《湿地:地球之肾 生命之舟》为题,做专题科普讲座。叶思源详细讲解了湿地的概念、湿地的特征、湿地的功能、湿地面临的生态环境问题,以及科学家、政府、社会各界在湿地开发与利用,保护与修复方面所做的工作等内容。讲座结束后,叶思源研究员与现场师生交流互动,对师生提出的湿地修复成本,修复周期等问题进行了一一解答,对实践团开展芦苇种植和湿地野外考察给出了具体的建议。她鼓励小学生关注环境问题,爱护环境,用实际行动保护生态环境。

    此次参观学习,使海信小学的学生对我国的天然气水合物探测研究及湿地生态环境保护修复现状有了一定的了解,拓展了学生们的视野,激发了学生们探索海洋的兴趣,增强了保护生态环境的意识。

     
     
     
    海信小学暑期实践团到青岛海洋所参观学习

    2019年8月29日,“逐梦深蓝”山东·青岛海洋科学香港青年实习计划活动结业典礼在青岛海洋科学与技术试点国家实验室举行。自然资源部中国地质调查局青岛海洋地质研究所为本次实习计划研学的承担单位之一,主要负责“海洋矿产资源评价与探测”方向的研学任务,来自香港大学、香港科技大学、香港城市大学、香港中文大学、香港高等教育科技学院的六名大学生在青岛海洋所开展了可燃冰研学活动。 

    本次研学活动中,青岛海洋所天然气水合物团队李彦龙助理研究员担任科学导师,孟庆国高级工程师担任助理导师。团队为实习学生精心设计了“走近可燃冰” “可燃冰资源环境效应” “可燃冰能源研究的现状与将来”等三场科普讲座,“可燃冰电阻率层析成像技术” “可燃冰XRD测试技术” “可燃冰拉曼测量技术”等5场学术报告。香港大学生在导师的带领下亲自动手操作XRD、Raman、ERT、色谱仪等室内大型可燃冰科研仪器,完整完成了可燃冰样品的测试,并亲自动手合成了块状可燃冰并点燃可燃冰,深入了解了可燃冰的爬壁效应和铠甲效应。

    此外,为了丰富同学们的研学实践,加强他们对青岛地区的整体认识,青岛海洋所侯方辉副研究员指导学生开展了一天的野外考察,赴仰口、温泉镇、马山等地实际考察三大类岩石的成因,认识青岛的基本地质构造。

    据悉,本次活动由香港特区政府民政事务局、山东省人民政府台港澳事务办公室主办,青岛市人民政府台港澳事务办公室、香港海洋公园公司与青岛海洋科学与技术试点国家实验室共同承办。

     

     

     

     
    可燃冰研学助力“逐梦深蓝”山东▪青岛海洋科学香...

    摘要:实验测试技术是获取天然气水合物基本信息的重要手段。通过研发、引进和技术集成,建立了系统的天然气水合物实验测试技术体系,具备了针对不同研究需要的分析测试能力,将为天然气水合物勘探、开发提供强有力的技术支撑。

    1.项目概况

    中国地质调查局青岛海洋地质研究所以大型高新仪器为支撑,通过研制特殊的实验装置,系统地开展天然气水合物测试技术研究,建立一系列的实验测试技术与方法,可获得天然气水合物的结构类型、笼占有率、气体组成、形态学、赋存状态、微观动力学过程等基本信息,已成功应用到天然气水合物的相关研究中。

    2.成果简介

    到目前为止,已建立、健全天然气水合物的实验测试技术体系(图1),针对不同的研究对象,采用不同的实验测试技术,获取不同研究需要的特定参数信息。主要技术成果如下:

    (1 )天然气水合物晶体分析技术: 建立了粉末X射线衍射(PXRD)实验测试技术,可测定水合物晶体的晶胞参数,从而判别水合物的结构类型(I型、n型或h型等)。

    (2)天然气水合物谱学分析技术:建立了激光拉曼光谱(Raman)和固体核磁共振(NMR)实验测试技术,可提供客体种类及笼占有率、水合指数等参数。如果是甲烷水合物等简单水合物,还可判断水合物的结构类型。建立了核磁共振成像(MRI)和拉曼成像技术,可对天然气水合物生成/分解微观过程进行直接观测,准确捕捉到水合物在生成与分解过程中微观结构的变化,对水合物的相关理论研究有重要的意义。

    (3)天然气水合物晶体微观形态学分析技术:通过研制专用装置建立了X-CT技术,可直接观测沉积物中水合物的赋存状态。无论其测试分辨率(最小分辨率可达20 pm),还是灰度识别方法都领先于国际上的同类技术,实现了对水合物与气、水及沉积物颗粒边界的准确划分,形象地阐明了水合物在沉积物孔隙内的生长、聚集和分布特征,对天然气水合物成藏微观动力学机理研究具有重要的科学意义。建立了低温扫描电镜(SEM)实验测试技术,能够观测到天然气水合物晶体表面形态,对于研究不同条件下水合物表面形态学具有重要意义。

    (4)天然气水合物地球化学分析技术:建立了一套完整的天然气水合物气体组成的分析测试方法(GC、GC-IRMS),包括水合物样品的气体分解与收集方法、气体成分与同位素组成的测定等。该技术已成功应用到我国在海域和陆域天然气水合物样品的气体组成、气 源与结构信息的研究中。建立了水合物样品气水比测定法,能够提供不同样品中的气水比,对水合物样品含气量评价具有重要意义。

    (5 )天然气水合物热学分析技术:建立了高压差示扫描量热仪(DSC)实验测试技术,可在高压环境下在线测量水合物的热力学数据,确定不同条件下水合物的相平衡曲线。另外,通过对反应进行在线监测,可了解天然气水合物生成/分解微观过程,对水合物的相关理论研究具有重要意义。

    3.成果意义

    天然气水合物实验测试技术体系的建立,为我国深入、系统地开展天然气水合物研究提供了技术支撑。该技术体系可广泛地应用于我国海域和陆域钻获的天然气水合物样品中,提供了丰富、准确的分析测试信息,揭开水合物的神秘面纱,推动了我国天然气水合物研究的不断深入。(中国地质调查局青岛海洋地质研究所 刘昌岭 孟庆国 供稿)


    天然气水合物实验测试技术体系建立