2022年07月07日 星期六

【信息】海洋科技动态

发布时间:2023-09-13
  (一)美国国家海洋和大气管理局(NOAA)向军工集团采购两艘水下无人机(UUV),将用于墨西哥湾海底测绘
  8月17日,美国军舰制造巨头HII公司宣布中标NOAA的采购订单,将为其提供两艘REMUS 620型UUV。NOAA称,新购UUV将用于墨西哥湾高分辨率海底测绘,支持修复该海域因2010年漏油事件而受损的海底生态系统。REMUS 620是一款中型UUV,长4.8米,续航110小时,航程275海里(500公里),具有执行水雷对抗、水文测量、情报收集、海底监测及其他能力。此前,NOAA曾使用REMUS其他机型进行过海底测量、水下考古和勘探活动。
  (二)澳大利亚召开南大洋观测系统(SOOS)国际会议,25国科学家发布联合声明,呼吁建立南极研究计划
  8月18日,为期5天的SOOS国际会议在澳大利亚南极门户城市霍巴特闭幕,来自25个国家的300多名科学家发表联合声明,呼吁全球合作建立一个长期、可持续的南极研究计划,以更好地了解南大洋变化,预测未来气候,支撑相关部门制定有利于社会发展的政策和法规。SOOS由澳大利亚塔斯马尼亚大学主办,目的是持续收集南大洋科学观测数据,并建立相关数据库。
  (三)华盛顿大学维护美国海底观测网,伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)ROV发挥重要作用
  8月11日,华盛顿大学“托马斯·汤普森号”调查船开始对美国海底观测网(OOI)进行维护,将使用WHOI的“杰森号”ROV回收和重新部署超过200台水下仪器,并更新和维护几台小型海底变电站,以保障800~2900米水深的系泊设备电力供应正常和通讯顺畅。OOI长期监测美国西海岸海底火山动态和天然气水合物的渗漏情况。“托马斯·汤普森号”调查船隶属于美国海军,由华盛顿大学运营,长84米,总吨位3095,可搭载23名船员和36名科学家。
  (四)德国“太阳号”调查船赴印度尼西亚海域,重建火山事件引发海啸的机制
  8月22日,德国“太阳号”调查船前往印度尼西亚海域,研究火山喷发、坍塌引发海啸的过程和机制。破坏性海啸通常由海底地震引起,多数可被海啸预警系统监测。印尼的喀拉喀托火山于1883年和2018年两次发生火山事件,并罕见地引发了大型海啸。2018年的火山坍塌引发了海啸,却未触发海啸预警系统。本航次将采集与这两次火山事件相关的火山碎屑和沉积物,重建喀拉喀托火山事件历史,研究海啸发生机制,以更好地预测未来海洋自然灾害并开发和改进海啸预警系统。“太阳号”调查船长118米,总吨位8554,可搭载35名船员和40名科学家。
  (五)西班牙调查船研究全球最大海底瀑布,旨在查明沉积物运移模式及其影响
  7月19日至8月12日,西班牙“甘巴号”调查船对世界上最大的海底瀑布——丹麦海峡海底大瀑布进行地质调查,以查明该海域沉积物的运移模式,以及瀑布对海底地形地貌的改造作用。丹麦海峡海底大瀑布位于冰岛和格陵兰岛之间,海底地形落差高达3500米,瀑布流量为亚马孙河的25倍,在大西洋温盐环流中发挥关键作用。除采集海水及沉积物样品外,该航次还部署了两条海底观测网以记录海流信息,计划于2024年9月回收。“甘巴号”是一艘多学科综合调查船,隶属于西班牙国家研究委员会,长70.5米,排水量1979吨,可搭乘16名船员和26名科学家。
  (六)东太平洋海隆下方地幔成分存在差异,可能受南大西洋下方地幔成分的影响
  上地幔是地球内部物质循环和热对流的重要区域,对板块运动有着重要影响。大洋中脊玄武岩(MORB)是上地幔物质的一部分,通过对全球MORB的地球化学分析,发现不同位置上地幔的地球化学成分存在差异,其原因尚存争议。美国布朗大学的学者分析了在东太平洋海隆采集的玄武岩样品,发现在1000公里长的海隆下方主要存在4种地幔成分类型:典型的太平洋MORB地幔、富集型地幔、俯冲型地幔和古老亏损地幔。尽管这4种地幔的化学成分差异很大,但它们的挥发性-难熔性元素比率都在太平洋正常MORB范围内。研究人员推测,南美洲下方地幔自早古生代以来就被融入了典型的南大西洋地幔成分,所以两者的挥发性-难熔性比率都较为接近。但此后南美洲下方地幔发生了不同程度的变质作用,导致形成了不同化学成分的4种地幔,随后向西流动到东太平洋海隆下方。该研究认为,这一过程可能是由30Ma以来太平洋地幔向东移动造成的逆流效应,导致了南美洲下方地幔向西流动。相关成果发表于《地球与行星科学快报》(Earth and Planetary Science Letters)。
  古老亏损地幔:具有异常高铪(Hf)同位素占比。
  挥发性-难熔性元素比率:是物质中挥发性元素(如H、He、C)与难熔性元素(如Si、Fe、Mg)的相对丰度,可以提供关于行星系统的成分、起源和演化的关键信息。
  文献来源:Soumen Mallick et al. Evidence of South American lithosphere mantle beneath the Chile mid-ocean ridge. Earth and Planetary Science Letters, 620 (2023), 118320.
  (七)数学地质分析发现,板块俯冲倾角越小,火山弧和弧后扩张中心离海沟越远
  大洋板块俯冲至地球内部,会在两个板块接触区域形成深而狭窄的海沟,并触发火山活动,在上覆板块形地表成火山弧。同时,俯冲板块受到拉伸会在火山弧后方形成弧后扩张中心。已有研究表明,俯冲倾角角度对火山弧和弧后扩张中心位置有着重要影响,但具体关系尚不清楚。美国马里兰大学的学者对西太平洋的马里亚纳、瓦努阿图、汤加、克马德克,以及南大西洋的斯科舍等5俯冲带的俯冲倾角与火山弧、弧后扩张中心位置进行统计分析,发现俯冲倾角与火山弧和弧后扩张中心距海沟的距离均呈负相关性,即俯冲倾角越小,火山弧和弧后扩张中心距离海沟越远。该研究认为,俯冲板块进入高粘度的上地幔后俯冲速度变慢,同时板块的汇聚作用引发海沟后退,导致上覆板块的火山弧后扩张。在这个过程中,俯冲倾角越小,俯冲板片与上覆板块的距离就越近,上方的地幔热流就能在上覆板块更远的区域引发火山活动,最终导致形成的火山弧和弧后扩张中心离海沟越远。相关成果发表于《地球化学、地球物理学、地球系统学》(Geochemistry, Geophysics, Geosystems)。
  文献来源:Ha, G., Montési, L. G. J., & Zhu, W. (2023). Geometrical relations between slab dip and the location of volcanic arcs and back-arc spreading centers. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 24, e2023GC010997.
  (八)分析冰碛物的暴露年龄,发现末次冰盛期以来南极松岛冰川迅速退缩
  南极西部的松岛冰川是南极最大、移动速度最快的冰川,对气候变化十分敏感,若其消融对全球海平面上升具有重要影响。然而,末次冰盛期(24~18 ka)以来松岛冰川的退缩历史仍然不完整。英国伦敦帝国学院的学者利用松岛冰川的陆上冰川沉积物,基于宇宙成因核素铍-10(10Be)揭示了冰川退缩过程中冰碛物的暴露年龄,从而还原了这个冰川的消融历史。研究表明,松岛冰川在8 ka年前比现在厚690米以上,冰川前端距离现代边缘约50 公里,于全新世早-中期(8~6 ka)迅速变薄退缩。该研究重建了末次冰盛期以来松岛冰川退缩的详细时空演化模式,为建立未来冰盖演化模型提供了重要参考。相关成果近期发表于《地质学》(Geology)。
  文献来源:Nichols K A, Rood D H, Venturelli R A, et al. Offshore-onshore record of Last Glacial Maximum− to− present grounding line retreat at Pine Island Glacier, Antarctica[J]. Geology.
  (九)重建太平洋沃克环流八百多年以来的变化史,表明自20世纪90年代以来沃克环流的异常增强或受人类活动影响
  沃克环流是赤道太平洋海域上空的大气热力环流,因海表水温的东西差异而产生,其变化对全球气候具有重要影响。然而,由于地质记录和数值模拟结果之间存在分歧,如人类活动等外部驱动因素对沃克环流的影响过程仍不清晰。澳大利亚国立大学的学者综合观测数据和数值模拟结果,重建了公元1200—2011年之间沃克环流的演化历史。研究表明,沃克环流在过去800多年间总体稳定,即使在工业革命(1850年)前后也未表现出明显的变化,说明此时期受人类活动影响有限。但在1992—2011年期间,沃克环流的流量和流速异常增强,这可能是随着人类不断活动加剧,大气气溶胶含量持续积累而发生量变,最终对沃克环流产生了影响。该研究利用多指标、多方法相结合的手段,首次量化了过去800多年沃克环流对外部驱动的响应,为未来继续研究提供了强大的分析工具和必要的实证基础。相关研究近期发表于《自然》(Nature)。
  文献来源:Falster, G., Konecky, B., Coats, S. et al. Forced changes in the Pacific Walker circulation over the past millennium. Nature (2023).
  (十)20世纪80年代以来西太平洋珊瑚的耐热性显著提高,表明珊瑚可以适应气候变化
  随着全球气候变暖,海洋生态系统正面临严重的健康危机。海水变暖引发大规模珊瑚白化事件已经常发生,让人忧虑珊瑚是否能适应未来气候变化。英国纽卡斯尔大学的学者使用卫星监测的海表温度数据和生态调查数据,对西太平洋帕劳海域珊瑚过去30年来的耐热性变化进行分析。研究发现,帕劳海域珊瑚的耐热性自20世纪80年代以来以每10年0.1℃的速度快速提高,表明珊瑚系统正在适应气候变化。由此预测,如果珊瑚的耐热性保持这种增加速度持续至下个世纪,全球珊瑚白化的范围就可以大幅减少。在未来碳排放持续减少的背景下,一些白化的珊瑚群或许得以恢复。该研究揭示了一些海洋生态系统对气候变化有较强的适应能力,相关成果发表于《自然·通讯》(Nature Communications)。
  文献来源:Lachs, L., Donner, S.D., Mumby, P.J. et al. Emergent increase in coral thermal tolerance reduces mass bleaching under climate change. Nat Commun 14, 4939 (2023).
广州海洋局海洋战略研究所(转载请注明出处)

 

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