2022年07月07日 星期六

【信息】海洋科技动态

发布时间:2023-09-25
  (一)联合国环境规划署(UNEP)“海砂监测平台”上线,估计全球每年海砂和沉积物挖掘量约60亿吨
  9月5日,UNEP全球资源信息数据库新开发的“海砂监测平台”上线。平台使用船舶自动识别系统(AIS)和人工智能系统来跟踪、监测全球专属经济区内疏浚船的数量和活动情况,以评估海砂开采动态。平台显示,目前全球海洋疏浚业每年挖掘的海砂和沉积物达60亿吨,相当于每天有超过100万辆自卸式卡车连续作业,给海洋生物多样性和沿海社区环境带来巨大压力。UNEP表示将进一步优化平台,提高海洋资源监管水平。
  (二)美国发布2022年气候状况报告,确认2022年全球温室气体排放量和海平面高度均创历史新高
  9月6日,美国发布2022年全球气候状况报告。报告汇聚了60多个国家/地区570多名科学家的研究成果,更新了2022年全球陆地、水域、冰区和太空环境监测数据,总结了重大气候事件。报告中重要发现包括:①地球温室气体浓度已达到有记录以来的最高水平。②全球变暖趋势仍在继续,2022年是有记录以来最热的年份,预计2023年全球平均气温将超过2022年。③海洋热量和全球海平面高度达到有记录以来最高水平,全球海平面已连续11年升高。④拉尼娜现象减缓了海表升温。⑤持续热浪打破了全球高温纪录。全球气候状况报告由《美国气象学会公报》每年出版,被认为是地球系统的“年度体检报告”。
  (三)日本继续勘探深海稀土资源,通过AUV获得高分辨率海底图像
  7月底至8月初,日本海洋科技中心(JAMSTEC)“凯美号”调查船在日本南鸟岛周边海域进行深海稀土资源勘探,重点测试新购入的REMUS 6000型AUV的深海工作性能。AUV在5600米水深、距海底20米高度航行,获取了海底浅层剖面和多波束声学图像。经对比,AUV所获图像分辨率远高于船载设备,凸显了AUV在深海资源勘探中的重要性。日本计划2025年开始深海稀土采矿,目前正在进行相关的技术攻关。“凯美号”船长100米,总吨位5747,可搭载27名船员和38名科研人员。
  (四)新加坡计划扩大海水除碳试点项目,以提高海洋对大气CO2的吸收能力
  近期,新加坡水务局(PUB)表示将扩大海水除碳试点,进一步提高海洋吸收CO2的能力。新加坡近年建造了一座海水除碳试点工厂,引进美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)研发的除碳技术,通过电解法将海水中溶解的CO2转化为碳酸钙固体并滤出,再将除碳后的海水回注到海洋,促进海水继续吸收大气CO2。该试点项目每天可提取约100公斤CO2,PUB计划今年年底前获得更多资金,扩大工厂除碳规模,使其除碳能力达到10吨/天。
  (五)美国麻省理工学院研发低功耗水下网络通信系统,可在数千米距离传输信号
  9月6日,美国麻省理工学院展示其研发的低功耗水下网络和通信系统。该系统采用水下反向散射技术,将数据编码为声波,通过反射或散射精准定向传播到接收器,实现低功耗通信,其功率仅为现有水下通信方式的百万分之一,可在千米级距离内传输信号。研发人员正基于该技术搭建水下通信网络阵列,以实现更大规模通信,推广用于水产养殖、沿海地区台风监测与气候变化研究等领域。
  (六)重处理40年前的多道地震数据,精确揭示夏威夷群岛下方的板片弯曲结构
  1975—1988年间,美国“罗伯特·康拉德号”调查船在世界各大洋采集了超过15万公里的多道地震数据,为探索洋中脊、转换断层以及深海海沟的地壳结构提供了重要信息。随着地震数据处理技术的不断发展,这些旧数据的处理效果还有着较大的提升空间。英国牛津大学的学者使用现代降噪、反褶积和偏移处理技术,对“罗伯特·康拉德号”于1982年在夏威夷地区采集的多道地震数据进行重处理,处理结果大大提高了夏威夷群岛下方地壳结构的分辨率,更加精确地揭示了因夏威夷火山负荷而导致的太平洋洋壳弯曲结构。该研究采用现代数据处理方法重新挖掘了40年前地震数据的价值,更精确地揭示地球构造板块的应力状态、强度和流变特性,相关成果发表于《地球物理研究快报:固体地球》。
  文献来源:Cilli, P., Watts, A. B., Boston, B., & Shillington, D. J. (2023). Reprocessing of legacy seismic reflection profile data and its implications for plate flexure in the vicinity of the Hawaiian Islands. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 128, e2023JB026577.
  (七)15.5万年前伊比利亚大陆边缘海洋冷事件是由表层海水降温导致,而非由海水盐度变化触发
  欧洲伊比利亚大陆边缘海域具有陆源物质输入速度快、沉积速率高、沉积物连续性好等特点,是进行高分辨率古气候研究的理想地区。苏黎世地质研究所的学者基于IODP 339航次在伊比利亚半岛西海岸采集的岩心样品,通过分析沉积物中长链烯酮及有孔虫镁/钙(Mg/Ca)比值,恢复了17万年以来伊比利亚大陆边缘表层海水温度的演化历史。结果显示,沉积物中的长链烯酮的不饱和度在约15.5万年前发生明显变化,指示此时表层海水温度降低,促成了一次冷事件。随后发生的海水盐度变化可能放大了原本已有的降温效果,使得海域温度进一步降低,但不是主要影响因素。这一研究推翻了前人提出的海水盐度降低导致15.5万年前冷事件发生的推论,相关成果近期发表于《自然·通讯》(Nature Communications)。
  文献来源:Zhang, H., Huang, Y., Wijker, R. et al. Iberian ">
  (八)南极冰芯记录表明,南半球西风带在3.2万年前突然向赤道方向移动
  在末次冰期(距今11万—1.2万年间),格陵兰冰心和南极冰心都记录到了千年时间尺度上的快速冷暖变化事件,冰心对于理解快速气候变化的驱动因素及环境效应具有重要意义。新西兰惠灵顿维多利亚大学的学者基于南极罗斯福岛的钻探冰心,通过分析海盐钠(可指示开放海域的面积)和非海盐钙(可指示大陆粉尘量)等指标,重建了距今4万—2.6万年间南半球西风带位置的演化历史。结果显示,在约3.2万年前,冰心中的粉尘浓度突然增高,反映了当时南极大陆大气湿度突然降低,推测这一现象可能与南半球西风带位置变化相关。研究认为,南半球西风带突然向赤道方向移动,在形成海洋上升流的同时也增加了区域降水量,导致南极大陆这一粉尘源区的大气湿度降低。这一结论对预测未来气候和环境变化具有重要启示,相关成果近期发表于《自然·通讯》(Nature Communications)。
  文献来源:Venugopal, A.U., Bertler, N.A.N., Severinghaus, J.P. et al. Antarctic evidence for an abrupt northward shift of the Southern Hemisphere westerlies at 32 ka BP. Nat Commun 14, 5432 (2023).
  (九)示踪硼同位素揭示,俯冲板块输送到火山弧的挥发性成分主要来源于洋壳上部
  板块俯冲过程中所携带的水和挥发性成分以流体的形式释放,通常在上覆板块引发弧火山活动,但是这些流体来源的准确位置尚不清楚。美国马萨诸塞大学的学者利用硼同位素作为追踪流体来源的示踪剂,对中美洲尼加拉瓜俯冲带3座火山中的橄榄岩化学成分进行溯源。研究发现,橄榄岩的硼同位素含量与俯冲板块基岩的硼同位素含量一致,略高于板块上覆沉积物。据此,研究人员建立了一个板块脱水数值模型,估计俯冲带中硼同位素的含量主要受俯冲板块上部的蚀变洋壳控制,受上覆沉积物的影响较小。由此推测,从俯冲板块输送到火山弧的挥发性成分主要来自其上部洋壳,而更深处的挥发物质可能会随板块进入到地幔深部。相关成果发表于《地球与行星科学快报》(Earth and Planetary Science Letters)。
  文献来源:S.J. Turner, M.H. Barickman, J. Rodriguez et al. Boron isotopes in Central American volcanics indicate a key role for the subducting oceanic crust. Earth and Planetary Science Letters, 619(2023), 118289.
  (十)底栖有孔虫氧同位素可指示气候变化,解读地球能量失衡演化过程
  深海沉积物中的底栖有孔虫氧同位素保存了地球气候变化的重要线索,但由于该指标同时记录了海水温度及全球冰量的变化,是否适用于解释古气候过程仍然存在争议。美国普林斯顿大学的学者综合利用珊瑚化石(可指示冰量变化)及冰心中惰性气体(可指示海水温度变化)记录,探讨了末次冰消期以来此两大因素对于底栖有孔虫氧同位素的影响。研究表明,尽管海水温度和冰量变化的时间存在差异,但两者叠加生成的氧同位素结果与直接测量的结果非常吻合,表明氧同位素可用来指示气候总体变化。本研究基于底栖有孔虫氧同位素,进一步从能量学角度解读地球能量失衡演化过程。结果显示,1.5万年以来地球能量失衡变化大致与北半球夏季日照(即外部驱动)相关,但在全球性冷事件期间其失衡程度有增加趋势。这表明除了外部驱动之外,地球内部变化(如海平面升降)在改变短时间尺度上的全球能量收支上也发挥了重要作用。相关成果近期发表于《自然·地球科学》(Nature Geoscience)。
  文献来源:Shackleton, S., Seltzer, A., Baggenstos, D. et al. Benthic δ18O records Earth’s energy imbalance. Nat. Geosci. 16, 797–802 (2023).
广州海洋局海洋战略研究所(转载请注明出处)

 

Copyright © 2015~2023 广州海洋地质调查局
地址:广州市南沙区海滨路1133号 邮编:511458
网站标识码bm000002  京ICP备2020044568号

京公网安备 11010202007433号

 

访问次数 : 
1001814452911