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高光譜結(jié)合水化學(xué) 揭示九寨溝湖泊色彩成因

2020-04-16 10:23:27來源：化工儀器網(wǎng)關(guān)鍵詞：高光譜閱讀量：1922

導(dǎo)讀：近日，中國科學(xué)院成都生物研究所研究員孫庚團(tuán)隊在期刊《水》上發(fā)表了一項新的研究成果。該研究團(tuán)隊利用高光譜設(shè)備并結(jié)合水化學(xué)分析方法，首次定量化描述了九寨溝喀斯特湖泊以及高原地區(qū)非喀斯特湖泊水體的光譜反射特征和顏色特征，初步揭示了九寨溝喀斯特湖泊顏色的形成機(jī)制，并將相關(guān)研究運用到地震后的湖泊顏色預(yù)測當(dāng)中。

　　【儀器網(wǎng) 能源環(huán)境】眼下已到4月中旬，這意味著距離人們期待已久的五一小長假不遠(yuǎn)了。和以往不同的是，今年的五一連休5天，這是自2008年國務(wù)院取消五一黃金周以來的首次。由于平時上班忙碌，沒有大塊時間出游的上班族們來說，來一場說走就走的旅行恰逢其時。此外，受疫情影響，全國各地的居民們在家度過一個“超長待機(jī)”的假期，出門踏春之心尤甚。在國內(nèi)旅游業(yè)逐漸升溫，全國各地旅游風(fēng)景區(qū)陸續(xù)開放的形勢之下，今年的五一黃金周各地風(fēng)景區(qū)勢必C位出道。

　　正所謂“九寨歸來不看水”，在我國眾多旅游風(fēng)景區(qū)中，想必不少網(wǎng)友們都對四川九寨溝那五彩斑斕的瑤池玉盆心馳神往了吧。泉、瀑、河、灘108個海子，長海、劍巖、諾日朗、樹正、扎如、黑海六大景觀，翠海、疊瀑、彩林、雪峰、藏情、藍(lán)冰六絕令人眼花繚亂，為之震撼。在感嘆大自然的鬼斧神工之際，不少網(wǎng)友們對于九寨溝湖泊水為何會形成五光十色的景象也感到好奇。

　　據(jù)了解，九寨溝地區(qū)廣泛分布著石灰?guī)r，這些色彩斑斕的湖泊就是由喀斯特作用(巖溶作用)所形成的洼地積水匯聚而成，因此，這些湖泊也被稱之為喀斯特湖。然而，對于這些藍(lán)色喀斯特湖泊的顏色形成原因，還缺乏相關(guān)的科學(xué)研究。

　　近日，中國科學(xué)院成都生物研究所研究員孫庚團(tuán)隊在期刊《水》上發(fā)表了一項新的研究成果。該研究團(tuán)隊利用高光譜設(shè)備并結(jié)合水化學(xué)分析方法，首次定量化描述了九寨溝喀斯特湖泊以及高原地區(qū)非喀斯特湖泊水體的光譜反射特征和顏色特征，初步揭示了九寨溝喀斯特湖泊顏色的形成機(jī)制，并將相關(guān)研究運用到地震后的湖泊顏色預(yù)測當(dāng)中。

　　眾所周知，2017年8月8日，在四川省北部阿壩州九寨溝縣發(fā)生7.0級地震，震中位于九寨溝核心景區(qū)西部5公里處比芒村。這次地震使得九寨溝景區(qū)內(nèi)原本多彩的多個高山湖泊壩體坍塌，湖水瞬間下泄、幾乎干涸。經(jīng)過幾百甚至上千萬年的自然演化鑄就的九寨溝瑤池仙境僅僅在一天的時間內(nèi)就變得滿目瘡痍，令人扼腕嘆息。為此，加強(qiáng)震后湖泊顏色預(yù)測，運用科技手段保護(hù)大自然的“杰作”不容懈怠。

　　此項新的研究成果顯示，九寨溝地區(qū)廣泛分布的碳酸鈣沉積物是該地區(qū)湖泊顏色形成的核心。據(jù)了解，碳酸鈣呈中性，基本上不溶于水，廣泛存在于霰石、方解石、白堊、石灰?guī)r、大理石、石灰華等巖石內(nèi)，此外也存在于動物骨骼和外殼中?？λ固睾此w中大量存在的懸浮碳酸鈣顆粒對可見光的選擇性反射和散射作用是湖泊水體呈現(xiàn)藍(lán)色的光學(xué)基礎(chǔ)。在研究過程中，研究人員們把九寨溝喀斯特湖泊水與高原地區(qū)非喀斯特湖泊水樣品進(jìn)行比較研究發(fā)現(xiàn)，九寨溝喀斯特湖泊水對可見光的吸收、散射、反射作用具有強(qiáng)烈的波長選擇性，這直接決定了人眼看到的湖泊水顏色。

　　除了水體中含有的大量碳酸鈣，水體的深度、低濁度也是九寨溝湖泊水呈現(xiàn)藍(lán)綠色的重要原因。九寨溝位于青藏高原東緣，地處向四川盆地的過渡地帶，這里森林覆蓋率超過80%，植被茂密，地形崎嶇，人跡罕至，有助于形成清澈干凈的水質(zhì)。

　　大自然天工造物的能力，我們在眾多名山大川中早已有所領(lǐng)略。黃山的巍峨峻峭，桂林山水的秀麗，蒙古大草原的開闊平坦，青藏高原的白雪皚皚，各類自然奇觀數(shù)不勝數(shù)，為我們帶來一場場饕餮的視覺盛宴。然而，這些自然風(fēng)光的形成并非一朝一夕，需要在無人為因素的影響下，歷經(jīng)幾百甚至上千萬年的自然演變，一旦遭遇破壞，這些脆弱的自然景觀很可能就會不復(fù)存在。因此，我們在觀賞這些自然風(fēng)光的同時，也應(yīng)當(dāng)挑起責(zé)任和義務(wù)，自覺遵守景區(qū)規(guī)定，文明出游。

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2020-12-15 14:23:09

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