2022年07月07日 星期六

【信息】海洋科技动态

发布时间:2023-08-10
  (一)国际海底管理局(ISA)第28届理事会第二期会议闭幕,明确推进深海采矿路线图
  7月21日,为期10天的ISA第28届理事会第二期会议闭幕。会议就深海采矿的财务模式、监督法规、管理体制及海洋环境保护等问题进行全面讨论。会议明确了推进深海采矿的工作路线图,决定在今年10月召开第28届理事会第三期会议并发布简要版“深海矿产资源开采法规(草案)”,在2024年7月推出完整版草案,争取在2025年ISA理事会上审议通过。此外,ISA与加拿大金属公司(TMC)开展了非正式讨论,暂未公开答复TMC 采矿申请。
  (二)南极研究科学委员会(SCAR)公开南极基础科学数据库,有助于制定全球气候战略
  7月18日,SCAR首次以标准化格式集中公开最新的南极基础科学数据库,标志着南极冰川学和地球物理学研究取得里程碑式进展。新数据库集成了18个国家的50多家机构在过去60年采集的资料,包含了南极冰盖分布与厚度、冰下地形地貌图件和其他数据集,全球研究人员均可免费下载。南极数据库的公开有望提高冰川变化和海平面上升的预测水平,协助国际组织和各国政府制定有效的气候变化应对战略。SCAR是国际科学理事会(ISC)下设的专题组织,负责发起和协调南极国际科学考察和研究。
  (三)美国科技公司开发从潜艇收放AUV技术,支持美国海军水下作战战略
  7月20日,美国国防科技公司L3Harris宣布,通过与美国海军合作,首次实现从航行的潜艇中自主发射和回收AUV。此项技术支持所有美国核动力攻击潜艇,将极大地提高AUV作业隐蔽性和潜艇航行的安全性,提升水下侦察能力和海底作战效率,对导航规划与战术决策具有重大意义。L3Harris公司在海底自主探测技术、模块化AUV构建等方面具有强大的研发能力,是美国海军主要合作伙伴之一,长期支持美国海军水下作战战略。
  (四)德国基尔亥姆霍兹海洋研究所(GEOMAR)成功回收长期海底地震仪(OBS),用于评估巨大地震海啸风险
  7月17日,GEOMAR联合加拿大地质调查局和日本海洋科技中心,成功从北美西海岸卡斯卡迪亚俯冲带海域回收26个长期OBS并完整提取数据。这些OBS于2022年9月布放,所采集的地震数据将用于评估该俯冲带板块边界温度、板块流体活动及海底地形变化,以精细判断断层蠕变情况,为未来的地震活动提供风险预警。卡斯卡迪亚俯冲带是一个长约1100公里的太平洋断层带,从美国南加利福尼亚州延伸到加拿大温哥华岛北部。虽然该俯冲带的断层目前处于“锁定”状态,但依旧存在产生巨大地震和海啸的风险。
  (五)美国俄勒冈州立大学(OSU)海洋地质岩心库获资460万美元,用于未来五年运营和岩心数字化
  7月13日,OSU获得美国国家科学基金会(NSF)460万美元的拨款,用于未来五年运营其海洋地质岩心库。该岩心库是美国最大的海洋沉积物岩心库之一,冷库面积约1672平方米,储存岩心长度超过35公里,最古老岩心年龄约2500万年,最大取心水深约8077米,还保存了南极冰心和数以万计的海洋岩石样本。OSU将借助这笔资金数字化所有馆藏岩心,同时开展一系列研讨会和教育活动,帮助学生和科研人员了解岩心库的样品、设施和使用方法。目前,NSF直接资助了4个海洋地质样品库,分别是哥伦比亚大学的拉蒙特·多尔蒂地球观测站样品库、OSU海洋地质岩心库、罗德岛大学海洋地质样品实验室和伍兹霍尔海洋研究所海底样品库,德克萨斯农工大学运营的大洋钻探岩心库由NSF通过IODP间接资助。
  (六)颗石藻化石团簇同位素用于重建海表古温度时需考虑纬度,高纬地区反映混合层温度而非海表温度
  重建地质历史时期表层海水温度(SST)是古气候研究的前沿问题之一,有助于我们认识地球系统的演化历史和规律。然而,某些SST重建指标实际上反映的是一定水深的古温度,而非表层海水的实际古温度。苏黎世联邦理工学院的学者首次整合了全球多个IODP站位全新世中晚期颗石藻化石的团簇同位素(Δ47)记录,基于经验公式探讨了颗石藻栖息的实际水深。结果表明,热带颗石藻的栖息深度约50—150米,而高纬度地区由于表层海水温混合程度高,Δ47记录只能表明混合层的温度。本研究强调,颗石藻化石团簇同位素用于重建海表古温度时,需要根据纬度环境来判断水深,相应地,其他SST重建指标也可能需要重新评估。相关成果近期发表于《地球与行星科学快报》(Earth and Planetary Science Letters)。
  文献来源:RAMIREZ, Luz Maria Mejia, et al. Clumped isotopes in globally distributed Holocene coccoliths reveal their habitat depth. 2023. 
  (七)钛同位素分析显示,地球早期地幔对流仅限于上地幔,下地幔可能还保留原位地幔物质
  地幔位于地壳下方,从660km深处划分为上、下地幔两个部分。前人研究认为,地幔对流存在于整个地幔中,俯冲板块进入地幔后会一直下沉到核幔边界。然而在整个地球历史中,地幔和地壳的物质交换情况目前仍然缺乏了解。丹麦哥本哈根大学的学者对38亿—20亿年前的古陆源地幔熔岩和现代洋岛玄武岩中的钛同位素(49Ti/47Ti)进行超高精度测量,用于追踪地壳等地球表层物质在地幔中的循环过程。两种样品的分析表明,在地球形成的早期,上下地幔的对流是彼此独立的,上地幔的对流过程较为强烈。俯冲板块进入地幔后仅仅与上地幔进行物质交换,这意味着下地幔可能还存在自地球形成以来,从未被浅部物质混合和改变的原位地幔物质。该研究提出了地球深部与浅部物质交换方式的新认识,相关成果发表于《自然》(Nature)。
  文献来源:Deng, Z., Schiller, M., Jackson, M.G. et al. Earth’s evolving geodynamic regime recorded by titanium isotopes. Nature (2023).
  (八)间冰期格陵兰岛西北部冰盖消融,对全球海平面上升有重要贡献
  全球海洋底栖有孔虫氧同位素分析表明,第四纪以来地球气候呈现出显著的冰期/间冰期旋回变化,通常依据其冷暖变化将第四纪划分为多个氧同位素期次(MIS),其中奇数期(如MIS 11,第11个氧同位素期次)代表温暖的间冰期,偶数期代表寒冷的冰期。由于MIS 11的地球轨道参数配置与未来时期相似,所以其气候模式可能与将来的情景相似,受到了学界的广泛关注。美国佛蒙特大学的学者基于格陵兰西北部冰心钻孔下部的岩心沉积物,利用光释光测年等方法,探讨了MIS 11格陵兰地区的冰盖消融程度。研究表明,研究站位冰盖下覆沉积物是在MIS 11(~416±38 ka前)由河流搬运堆积而成,指示当时格陵兰西北部无冰覆盖。此外,冰盖模型显示,在此时期格陵兰西北部冰盖全部消融的情景下,全球冰盖融化造成的海平面上升幅度相当于现今的1.4米,未来地球可能面临相似的情况。相关研究近期发表于《科学》(Science)。
  文献来源:Andrew J. Christ et al. Deglaciation of northwestern Greenland during Marine Isotope Stage 11.Science 381,330-335(2023).
  (九)珊瑚中的氮同位素记录揭示,过去一个世纪以来赤道低纬度西边界流不断加强
  太平洋经向翻转环流的加速可以降低全球表面温度,对调节太平洋和全球年代际尺度的温度波动具有重要意义。低纬西边界流(LLWBC)是太平洋经向翻转环流的重要组成部分,也是赤道潜流(赤道海域的表层海流之下的逆向海流)的主要水团来源,但目前对LLWBC的长期观测很少。珊瑚中的氮同位素比值(15N/14N)对西边界流驱动的水团交换十分敏感,中国台湾大学的学者利用从西太平洋所罗门群岛海域采集的珊瑚样品,分析近一个世纪以来的氮同位素比值变化。研究结果显示,氮同位素比值随着全球海表温度升高而下降,这表明南太平洋LLWBC在过去的一个世纪中不断加强,促进了赤道潜流的加速。洋流的加强有助于降低海洋温跃层变浅的速度,并且对厄尔尼诺现象有重要的调节作用。相关成果发表于《自然·地球科学》(Nature Geoscience)。
  文献来源:Chen, WH., Ren, H., Chiang, J.C.H. et al. Increased tropical South Pacific western boundary current transport over the past century. Nat. Geosci. 16, 590–596 (2023).
  (十)数值模拟表明,大西洋经向翻转环流可能在21世纪中叶崩溃,对全球气候系统造成灾难性影响
  大西洋经向翻转环流(AMOC)将热带地区热量向北输送到北大西洋,是全球气候系统的重要组成部分,若其崩溃或停滞将对北半球甚至全球气候造成灾难性影响。联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)曾预言,AMOC在21世纪内发生崩溃的可能性较低,但该预言仍然存在争议。丹麦哥本哈根大学的学者整合了1870–2020年间北大西洋海表温度数据,基于数值模拟,探讨了未来AMOC发生崩溃的可能时间及概率。模拟显示,在2025–2095年间,AMOC发生崩溃/停滞的概率达到95%,2057年为可能性最大的年份。研究强调,若人为排放温室气体持续增加,AMOC极可能在21世纪中叶发生崩溃/停滞。相关研究近期发表于《自然·通讯》(Nature Communications)。
  文献来源:Ditlevsen, P., Ditlevsen, S. Warning of a forthcoming collapse of the Atlantic meridional overturning circulation. Nat Commun 14, 4254 (2023).
广州海洋局海洋战略研究所(转载请注明出处)

 

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