2022年07月07日 星期六

【信息】海洋科技动态

发布时间:2023-07-06
  (一)观光型载人深潜器“泰坦”号发生内爆沉没,片面追求商业利益可能是主因
  6月18日,美国“海洋之门”探险公司开发的“泰坦”号载人深潜器在下潜参观“泰坦尼克”号残骸途中失联,美国海岸警卫队(USCG)随即展开紧急搜救行动。6月22日,USCG召开新闻发布会,称搜救行动使用ROV在距“泰坦尼克”号残骸不远处海底发现5块“泰坦”号破碎部件,推测深潜器可能在下潜过程中发生“灾难性内爆”而破裂。“海洋之门”公司随即发表声明,宣布5名乘员全部死亡。此次事故是1960年代以来最大的深潜器事故,有相关工程专家指出,“海洋之门”公司只顾追求商业利益,深潜器未遵循成熟的设计标准,未由监管机构进行安全认证,其设计材料和结构均缺乏验证,最终酿成悲剧。事件引发了人们对载人深潜器安全性能的担忧,可能会推动深海活动相关的立法和监管。
  (二)多国未就建立南极罗斯海海洋保护区(MPA)达成一致协议,10月重新讨论
  6月19日,南极海洋生物资源保护委员会(CCAMLR)在智利圣地亚哥举行特别会议,就建立罗斯海MPA进行讨论,审议了相关提议、要求及计划时间表,但各成员国最终未能达成一致意向。该议题将在今年10月CCAMLR年会上重新讨论。
  CCAMLR是基于南极条约体系成立的国际机构,旨在协调保护南极和南大洋生物多样性,2009年曾成功协调建立了南极南奥克兰群岛公海MPA。2016年,该机构开始协调建立罗斯海MPA,也接收了威德尔海MPA、南极半岛MPA两个提案,待后续讨论通过。这3个MPA如果成功建立,将保护南极近400万平方公里海域,成为史上最大规模海洋保护行动。
  (三)挪威政府提议开放大陆架用于海底商业采矿,受到国内外多方警告
  6月20日,挪威政府提议开放2万平方公里挪威大陆架用于海底商业采矿,遭到国际和挪威国内多方反对。挪威政府希望通过海底采矿实现能源转型,摆脱对国外关键金属矿产资源的依赖,为此,挪威已经开放海底商业测绘、矿产资源勘探活动,采集了大量深海资源和环境数据,认为深海采矿对海洋环境的影响很小。然而,德国、法国、新西兰、哥斯达黎加等国呼吁暂停所有海底采矿活动。挪威的一些大学、组织亦对政府的提议发出严厉警告。尽管如此,挪威石油和能源部仍进行开放大陆架采矿的程序和规定的制定,开放商业采矿的提议将在年内交由议会讨论批准。
  (四)丹麦能源公司开发新型无人艇(USV),可连续进行测量工作一年
  丹麦能源公司Ørsted开发出一种专用于气象及海洋测量的无人水面艇(USV)—Hugin USV,以风能和太阳能为动力,可在最恶劣的海况下连续运行1年。Hugin USV原型机由丹麦造船商建造,控制系统由挪威公司提供,总长9米,宽4米,可自主性航行,也可在超视距范围远程控制,用于收集和监测风力、海流、生物和生态等与风电场开发相关的数据。目前,Hugin USV已获得相关专利并将投入批量生产,今年底将生产5艘。
  (五)德国“流星”号科考船赴大西洋中脊,调查海底热液喷口
  6月8日,德国“流星”号科考船(RV METEOR)起航前往中大西洋亚速尔群岛以南海域,调查洋中脊多个热液喷口的地质学和流体化学,研究热液喷口生物多样性,旨在揭示与洋中脊演化相关的地质与生物圈作用过程。本航次调查计划使用4000米级ROV和热液采样相关仪器,并通过网络直播ROV水下作业过程。“流星”号科考船于2013年入列,长97.5米,总吨位4280,可搭载30名科学家和33名船员。
  (六)台湾海峡沉积记录揭示,浅水峡道型边缘海中,海水吸收的CO2有30%被生物过程固定为有机碳埋藏
  边缘海的有机质来源和迁移十分复杂,受多种物理、生物过程影响,在全球及区域地球化学循环中扮演着重要角色。学者基于台湾海峡的多个表层沉积物,通过总有机碳及总氮含量、碳同位素和生物标志物分析等方法,探讨了浅水峡道型边缘海的有机质来源及保存特征。研究表明,台湾海峡的有机质具有年龄较老(<13000±180年)且氧化程度高的特征。基于定量评估模型,海洋源有机碳、陆地生物源有机碳和化石源有机碳的埋藏通量分别为8.3±1.7, 4.3±1.0,2.9±0.4 gC m2/yr(每年每平方米埋藏有机碳的量,克)。台湾海峡这类水浅且狭窄的水道,由于受强烈的潮流和风驱环流共同导致的强水动力过程影响,海-气相互作用中海水吸收的大气CO2,有30%被生物过程固定为有机碳埋藏,70% 被海水溶解为有机碳及游离颗粒有机碳。此成果进一步推动不同类型边缘海沉积体系的碳汇能力研究,发表于《地球化学与宇宙化学学报》(Geochimica et Cosmochimica Acta)。
  文献来源:Tao S, Wang A, Liu J T, et al. Characteristics of sedimentary organic carbon burial in the shallow conduit portion of source-to-sink sedimentary systems in marginal seas[J]. Geochimica et Cosmochimica Acta, 2023, 353: 92-111.
  (七)IODP记录揭示,晚渐新世南极冰盖的消融与扩展受地球轨道参数调控
  渐新世(约34-23 Ma)阶段,地球只单极(即南极)有冰覆盖,气候状态处于早新生代(两极无冰覆盖)和晚新生代(两极有冰覆盖)之间,期间南极冰盖的演变历史及与地球轨道参数的关系仍然存在争议。德国海德堡大学学者基于IODP 在北大西洋获取的沉积岩心,利用底栖有孔虫镁钙比值(Mg/Ca)所揭示的海水氧同位素组成变化,探讨了晚渐新世南极冰盖的变化及其控制机制。研究表明,约25.94-25.78 Ma期间,曾发生4个由地球斜率的变化所导致的冰期-间冰期旋回,进一步调控南极冰量的消长,最大变化幅度可达现代南极冰盖体积的70%。据估计,在4个旋回中的大部分冰期,南极冰盖扩大至海岸线之外的陆架上。此外,研究发现在温暖的晚渐新世,南极冰盖容易受下部(海洋)和上部(大气)变暖的影响,进而导致冰盖消融。相关研究发表于《通讯-地球与环境》(Communications Earth & Envrionment)。
  文献来源:Brzelinski, S., Bornemann, A., Liebrand, D. et al. Large obliquity-paced Antarctic ice-volume fluctuations suggest melting by atmospheric and ocean warming during late Oligocene. Commun Earth Environ 4, 222 (2023).
  (八)基于古菌脂类化合物建立的新指标,可定量重建海洋甲烷渗漏历史
  甲烷厌氧氧化古菌(ANMEs)是一种深海自养微生物,以冷泉释放的甲烷为唯一碳源和能量,通过与硫酸盐还原细菌(SRB)共生组成的联合体进行甲烷厌氧氧化过程(AOM),消耗了海洋沉积物中大部分甲烷(40—290吨碳/年)。基于沉积物古菌脂质标志物(GDGT)所测得的“甲烷指数”(MI)曾被广泛用作指示甲烷出现的定性指标,但其可靠性仍不清楚。美国德州农工大学学者基于全球17个海洋钻孔,通过分析沉积物孔隙水地球化学组成及MI值,评估了MI作为过去甲烷释放代用指标的可行性。研究发现,MI与沉积物中甲烷扩散通量、硫酸盐-甲烷转化带(SMTZ)深度之间存在定量联系。敏感性分析表明,当地热梯度和沉积物孔隙度等关键参数变化较小时,这种定量联系可用于重建过去甲烷释放历史及相关的早期成岩过程。这一结论已在南大洋多个站位沉积物中得到成功验证,为研究甲烷的生物地球化学循环提供了有力工具。相关研究发表于《地球化学与宇宙化学学报》(Geochimica et Cosmochimica Acta)。
  文献来源:Kim B, Zhang Y G. Methane Index: Towards a quantitative archaeal lipid biomarker proxy for reconstructing marine sedimentary methane fluxes[J]. Geochimica et Cosmochimica Acta, 2023.
  (九)东太平洋科科斯板块的岩浆活动起源于200公里以外的加拉帕戈斯地幔柱,最早开始于2000万年前
  科科斯板块(Cocos Plate)是南美洲板块和太平洋板块之间的一个次级板块,下方的岩石圈-软流圈边界(LAB)存在着狭窄的岩浆上升通道,地震和火山活动活跃,形成众多海底火山。美国佐治亚理工学院学者综合地球物理和地球化学资料,以及钻探所得的岩心定年数据,对其LAB进行了地震成像。研究发现,科科斯板块下方的岩浆分布十分广泛,面积大于10万平方公里;岩浆起源于200公里以外的加拉帕戈斯地幔柱,在海底形成了科科斯海脊和卡内基海脊。岩浆通道已经存在超过2000万年,直至今日依然为科科斯板块区域的火山活动提供岩浆。该研究有助于了解板块内部的火山演化史,更好地应对未来的地震和火山活动,发表于《科学·进展》(Science Advance)。
  文献来源:Samer Naif et al. ,Episodic intraplate magmatism fed by a long-lived melt channel of distal plume origin.Sci. Adv.9,eadd3761(2023).
  (十)海山俯冲拖曳富含水沉积物下沉,使俯冲板片缓慢滑移,避免发生大地震
  已有研究认为,大型海山和基底隆起在板块俯冲时与上覆板块碰撞,从而造成永久性变形并暂时阻碍俯冲,最终导致地震。美国德克萨斯大学学者运用在新西兰北岛东部海域采集的三维地震数据,对位于希古朗伊(Hikurangi)俯冲带区域的帕帕库(Papaku)海山进行地震成像分析。与前人认为沉积物在海山俯冲方向前方进入俯冲带的研究结果相反,该研究在帕帕库海山的俯冲后方发现了大量被拖曳的、富含流体的超压未固结沉积物。进一步研究认为,由于俯冲板片的脱水作用有延迟过程,这种超压环境可能会沿着大型逆冲构造持续存在,富含流体的柔软沉积物可使板片缓慢滑移,避免因坚硬板片直接碰撞而发生大地震。相关成果发表于《自然·地球科学》(Nature Geoscience)。
  文献来源:Nathan L. Bangs et al, Slow slip along the Hikurangi margin linked to fluid-rich sediments trailing subducting seamounts, Nature Geoscience (2023).
广州海洋局海洋战略研究所(转载请注明出处)

 

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