【信息】海洋科技动态

　　（一）美国国家科学基金会（NSF）新设立六个科技中心，支持海洋科技创新

　　自1987年以来，NSF的“科技中心综合伙伴关系计划”一直支持着美国重要技术领域的研究，专注于探索可能对科学和社会产生广泛影响的变革性科学技术。近日，NSF宣布新设立六个科技中心，分别为微生物星球化学通量中心、现代光电材料集成中心、人工智能和物理-地球学习中心、最古老冰层探索中心、磷可持续性科学与技术中心、可编程植物系统研究中心。其中“微生物星球化学通量中心”由伍兹霍尔海洋研究所领导，13家机构合作参与，聚焦海洋生态系统中的化学-微生物网络与气候变化研究；“最古老冰层探索中心”由俄勒冈州立大学领导，斯克里普斯海洋学研究所参与，将通过发现和恢复地球上一些最古老的冰层来改变目前对地球气候系统的理解；“人工智能和物理-地球学习中心”由哥伦比亚大学领导，将融合气候科学和数据科学，以缩小全球气候建模中的不确定性范围，提供更精确和可操作的气候预测。NSF将为这些科技中心提供第一期共五年计划的经费支持，并可能继续支持第二期五年计划。

　　（二）美国NSF现有的科技中心分布（颜色为设立时间，红色为2010年，绿色为2013年，蓝色为2016年，五角星为本次设立的六个科技中心）

　　近期，NOAA宣布两笔2021财政拨款，以研究目前面临的海洋紧迫问题。第一笔经费460万美元，用于海岸带生态系统与沿海基础设施恢复研究，以减轻和预防海平面上升和极端气候的影响。其中，320万美元将资助调查美国21个州的海岸带自然特征，探寻有效恢复沿海生物自然栖息地的方法，提高海岸带生态恢复能力；140万美元由NOAA与美国联邦公路局合作，评估海平面上升和极端气候对基础交通设施的影响。

　　另一笔710万美元经费将用于NOAA所领导的海洋垃圾项目，以解决海洋垃圾对野生动物、航运安全、生态系统健康和海洋经济的影响。加上非联邦的配套捐款，海洋垃圾项目总投资约为1470万美元。海洋垃圾已成为美国最紧迫海洋问题之一，近年美国通过《2020年拯救我们的海洋法案（2.0）》，加强对海洋垃圾的管理和清除。同时，NOAA已确定在2022年财年继续对海洋垃圾项目投入资金。

　　（三）美国伍兹霍尔海洋研究所（WHOI）利用ROV成功解救另外两艘被困ROV

　　8月26日，美国非营利组织Ocean Exploration Trust的两艘ROV在加拿大不列颠哥伦比亚省远海地区的Endeavor海底热液区作业时，因不明原因与母船Nautilus号的电缆分离，被困在约2200米深海底，但能确定深度和位置。随后，该组织联系正在附近作业的华盛顿大学Thomas G. Thompson号科考船以及正在此科考船上的Jason号ROV（属于WHOI），请求协助打捞。近日，Jason号潜入海底，在切断两台被困ROV之间的连接后，分两次将电缆分别连接到ROV上，成功全部回收。此次行动是海洋科学界和海事界密切合作互助的结果。Jason 号是一台双体ROV，1988年由WHOI深潜实验室完成制造并首次启用，2002年重新设计制造第二代。截至2020年，Jason已完成147个航次任务，深潜作业超过1200次，工作时间超过16000小时。

　　（四）日本和新加坡两家公司将合作，研发全球首套商业化深海稀土采矿系统，2022年交付

　　2012年，日本海洋科技中心（JAMSTEC）领导的“跨部门战略创新促进计划”（SIP）在日本专属经济区发现了超大规模深海稀土矿床。近日，日本东洋工程公司（Toyo Engineering Corporation）和新加坡油田设备供应商Nustar Technologies签署了一份合同，双方将共同设计和制造一套深海稀土资源调查和萃取系统，包括收集管、流量控制装置、泵管单元和控制模块，并针对深水环境设计电动操作。这套系统可在日本近海6000米水深海底进行稀土采矿作业，预计2022年交付，届时将成为全球第一套商业化的深海稀土采矿系统。

　　（五）格陵兰西部沿海冰盖对气候变化的反应出现逆转，在气候变暖时期降雪增加

　　冰心是重建高纬度地区过去气候变化的重要资料，2015年美国“冰钻计划”首次获取到了格陵兰西部沿海地区138米长的冰心，其后在美国地质调查局国家冰心实验室进行分析测试。近日，伍兹霍尔海洋研究所和五个合作机构联合在《自然·地球科学》上发表了格陵兰西部沿海冰心的研究成果。科学家通过冰心测年和化学分析重建了公元169—2015年间的此区域气候变化，发现从中世纪暖期（公元950—1250年）到小冰河时代（公元1450—1850年），平均积雪厚度减少20%；而从18世纪早期到20世纪，积雪厚度增加40%。这表明格陵兰西部沿海地区冰川在气候变暖时期是在增长而非融化，这一变化不同于此前从格陵兰内陆获取的冰心数据分析所显示的趋势。科学家认为这可能是气候变暖导致局部区域降雪增加，冰盖的增长速度超过了其融化速度。下一步科学家将获取更多沿海冰川样品进行对比研究，进一步明确气候变化与冰盖厚度的关联性。

　　（六）英国科学家揭示大西洋北海深处被埋藏的冰河时代地貌景观，清晰展示形态特征

　　北海海底数百米厚沉积物之下，埋藏着数千至数百万年前冰河时代遗留下来的海底峡谷，这是古代冰盖融化流动所形成。尽管这些海谷形态巨大且数量众多，但一直难以获得其清晰地貌图像。近日，英国南极调查局领导的一项研究采用新型高分辨率3D地震技术，获得了高精度海底以下古地貌影像，在300米厚沉积物之下也能识别4米分辨率的地貌特征。影像显示了19条300至3000米宽度的古海谷，其内部结构非常复杂。研究人员计划未来在更大范围采集地震数据，并实施浅层钻探以获得海谷的年龄数据。这项新技术有助于我们通过研究古代冰盖运动轨迹来了解今天巨大冰盖下发生的流动方式，为研究冰盖变化与全球气候变暖之间的关系提供线索。这项研究近期发表于《地质》。

　　（七）日本和菲律宾科学家研究蓝碳生态系统与地区社会的关联性，定量分析两者之间的关系

　　封存在沿海和海洋植被中的碳被称为蓝碳，其生态系统通常被称为蓝碳生态系统。针对东南亚蓝碳生态系统正在快速消失的问题，日本和菲律宾的科学家联合进行了一项研究，对依赖蓝碳生态系统的渔业的脆弱性进行了分析和评估。科学家以菲律宾布桑加岛的蓝碳生态系统、社会经济水平和渔业为研究对象，评估他们对生态威胁的实际感知度、敏感度以及适应能力。结果认为，与红树林生态系统的渔业相比，海草生态系统的渔业更容易遭受损失和退化；在更加依赖渔业和旅游收入的地区，社会经济敏感性增加；而教育水平限制了地区对生态系统变化的适应能力。该研究所用方法能指导和评估蓝碳生态系统与地区社会之间的联系，近期发表于《海洋科学前沿》。

　　（八）美国科学家提出工业二氧化碳转化为甲烷的经济方法，可显著降低转化成本

　　将二氧化碳转化为甲烷是一种较为普遍的碳捕获方法。传统方法通过捕获工厂废气中的二氧化碳，加热增压使之与可再生氢混合反应生成天然气，但因为加热增加了过程耗能，使得转化成本较高。近期，美国能源部西北太平洋国家实验室科学家在欧洲化学协会杂志《Chem Sus Chem》上发表文章，展示他们研究得出的一种低成本转化方法。科学家开发了一种可提高二氧化碳溶解率的新型溶剂，使用之后仅需传统方法所需压力的一半即可完成二氧化碳到甲烷的转化反应。科学家通过工厂试验和估算得出，与传统的甲烷转化方法相比，新工艺所需的初始投资成本降低了32%，运维成本降低35%，合成天然气售价降低12%。该方法可将捕获二氧化碳的90%以上转化为甲烷，但是科学家也认为，最终的温室气体足迹取决于甲烷的用途。

　　（九）科学家发现，阳光可以将海洋塑料分解成数万种化合物

　　传统观点认为阳光只会将海洋塑料分解成更小的颗粒，这些颗粒化学成分与原始材料相似，并且会永远存在。然而，美国伍兹霍尔海洋研究所（WHOI）最近在《环境科学与技术》上发表的一项研究表明，阳光还会将塑料的化学成分转化为一系列聚合物、溶解和气相产品。研究人员对一次性塑料袋和塑料薄膜在光照和黑暗两种环境下的变化进行对比观察和测试，经过几周的分解，发现溶解成分比原来认为的复杂数十倍，光照大大增加了溶解有机碳的产生，仅有28%的降解成分与原始材料相同。研究人员认为，今后应当在加快降解速度的基础上，重新配置塑料的化学成分，使之最大限度减少非良性化合物的产生。

（广州海洋局海洋战略研究所）