【信息】海洋科技动态

　　(一）美国地调局（USGS）估计美国氦气可采储量87亿立方米，可稳定供应150年 

氦气主要用于医学成像、半导体制造、激光焊接、航空航天、国防和能源等方面，是一种不可再生资源，通常作为天然气生产的副产品随天然气采出并分离。美国是世界主要氦气生产和出口国，2020年生产6100万立方米氦气，约占全球总产量的44%。近期，USGS发布《美国已知天然气储层内氦资源评估》报告，对可开采氦资源进行了首次评估。报告估计，美国的天然气储层含有87亿立方米可开采氦气，以2020年的生产量估计，理论上可供应150年。此次评估以美国氦气管理法案为指导，持续跟踪了美国和全球的氦气生产与排放量。除氦气外，此前USGS还在其网站公布了90多种能源矿产的数据信息。 

　　（二）澳大利亚南极局（AAP）发布南极夏季科考计划，计划2022—2023年夏季开展最古老冰心钻探 

近期，AAP发布了其2021—2022年南极夏季科考计划。AAP将部署三艘船和一系列飞机——包括今年9月新交付的Nuyina极地科考船、租用一艘破冰船和一艘冰区加固的货船，向其南极凯西科考站运送800吨设备和机械。这些物资后续将在2022—2023年南极夏季运送到距凯西站1300公里的南极内陆，为冰心钻探项目做准备。此前，AAP宣布将从南极冰盖内2800米深处获取南极洲最古老的连续冰心，记录时间超过120万年，对冰心中的微小气泡进行化学分析以还原大气成分，还原地球气候变化过程。冰心钻取项目计划在2025年完成，目前AAD工程师已经完成钻头建造，钻头长10米，重400公斤，能够满足零下55度的工作需求。 

　　（三）俄罗斯建造北极浮动研究平台，将成为北极唯一的长期研究平台 

自1937年以来，苏联和后继的俄罗斯在北极地区一直设有浮动研究平台，但曾在1991—2003年间中断。2003年后，俄罗斯曾提出在北极建立一个永久性平台，但一直未能落实。直到2018年底，俄罗斯正式启动了名为Severny Polyus的自行式北极浮动研究平台建设项目。近期，俄罗斯政府表示拨款超过20亿卢布（约合2,786万美元）以完成平台建设。这笔资金将在2021年和2022年分配，以确保平台能够在2022年通过测试并开始运营。该平台长83米，宽22米，高11米，可容纳14名船员和34名研究人员，包含15个可移动实验室，覆盖北极自然环境监测的各个方面，可抵抗长期冰盖的挤压并在北极冰层中自主作业长达两年。该平台建成后将作为全球唯一的北极长期浮动平台，可用于海洋地质、海洋声学、海洋地球物理以及水文研究。 

　　（四）德国开展联合科研项目，旨在阐明北海颗粒有机碳过程，支持政府制定相关政策 

颗粒有机碳（POC）是指不溶解于水体中的有机颗粒物质。为了解北海海底的POC如何结合、循环和储存二氧化碳，以及人类活动和气候变化如何影响这一生态过程，德国联邦教育和研究部于今年4月启动了一个联合项目，由5个机构共同承担。具体分工为：阿尔弗雷德·魏格纳极地海洋研究所（AWI）专注于研究北海南部黑尔戈兰淤泥质区的沉积物运输、再悬浮和沉积过程，以及POC矿化以及二氧化碳释放机制；基尔亥姆霍兹海洋研究中心（GEOMAR）调查北海最大的POC储存中心斯卡格拉克；盖斯特哈赫特研究所（Hereon）开发三维开源建模系统来量化控制POC矿化和其沉积的物理-生物-化学过程；汉堡大学将量化生物和非生物有机碳库，并创建北海碳库的未来分布情景；德国环境与自然保护联合会（BUND）负责将项目的科研成果转化为合理的政治行动建议，支撑国家、地区和欧盟制定合理方案，以实现北海海洋资源可持续管理和开发。该项目为期3年，最终科研成果将作为各级政府制定海洋政策的基础依据，并向公众科普宣传海洋知识。 

　　（五）美国斯克里普斯海洋学研究所（Scripps）获250万美元资助，研究加州沿海悬崖侵蚀过程 

美国加州近期通过一项法案，将加强沿海地质环境监测，预测断崖滑坡的发生时间，开发早期滑坡预警系统。这项法案拨款250万美元资助Scripps研究加州沿海悬崖。Scripps科学家将使用激光雷达扫描仪（LiDAR）持续扫描悬崖，创建超高分辨率海岸带三维空间地图，通过不同时期的地图对比，分析海岸悬崖的侵蚀变化过程。同时，科学家还将在悬崖的关键位置安装自主研发的光纤应变计和倾斜仪，前者可测量微米级的地形变量，后者可测量物体在空间方向上的微观变化。科学家将通过这些数据量化悬崖的侵蚀过程，建立侵蚀模式，分析悬崖稳定性的控制因素，为建设早期滑坡预警系统提供科学基础。 

　　（六）美国伍兹霍尔海洋研究所（WHOI）和Seabed 2030项目签署备忘录，提供专业技术支持 

近期，WHOI和Seabed 2030项目签署备忘录，WHOI将整合资源为Seabed 2030项目提供海底勘探方面的专业知识以及其他支持，双方将以研究和了解海洋为共同目标加快步伐。Seabed 2030项目是日本财团-全球海陆数据库（GEBCO）支持的一个合作项目，旨在2030年前绘制完整的世界海底地形图，并向公众公开和共享所有数据。 

　　（七）加拿大矿业公司组织联合科考，对东太平洋克拉里昂—克利珀顿区（CC区）进行环境评估调查 

加拿大The Metals Company的前身是DeepGreen Metals，声称其主营业务是开采海底多金属结核以提取电池金属，目前拥有太平洋CC区3个多金属结核合同区的勘探权，并运营Maersk Launcher号科考船。近期，该公司宣布，组织美国夏威夷大学马诺阿分校、马里兰大学、德州农工大学和日本海洋科技中心的研究人员，乘Maersk Launcher号在CC区进行为期六周的联合科考，解析从海洋表面到底栖生物边界层的食物网结构，分析海水纵向化学成分、痕量金属和营养成分的变化，建立严格的区域环境基线，以评估在多金属结核开采过程中对海洋环境的潜在影响。Maersk Launcher号是一艘多用途海洋科考船，长90米，总吨位6798，乘员65人。 

　　（八）墨西哥内陆发现红树林，可揭示区域海平面变化过程，现今比12.5万前下降6~9米 

红树林是一种典型的热带-亚热带海岸带植物，通常只生长在咸水中。然而，墨西哥尤卡坦半岛上的热带雨林内部生长着一片红树林，它们位于完全隔离咸水的内陆深处，距离最近海岸线超过170公里。美国和墨西哥的科学家通过采集这片红树林的遗传信息，分析地质环境和植被数据，并与区域海平面变化模型相结合，首次揭示了该区域古代沿海生态系统。研究人员发现，这片红树林在大约12.5万年前的最后一次间冰期就发育在现今位置，当时是海岸带，随着海洋末次冰期消退、海平面下降后孤存此地。研究人员估计，当时的地球非常温暖，极地冰盖完全融化，全球海平面比现在高6~9米。该发现和研究昭示气候变化对全球海岸线的广泛影响，为预测未来海平面变化提供参考，近期发表于《美国国家科学院院刊》。 

　　（九）南极冰心研究表明，人类在新西兰岛的焚烧行为已影响南极环境700年 

黑碳通常来自生物质和化石燃料燃烧。2008年，英国南极调查局（BAS）钻取南极半岛的詹姆斯罗斯岛上记录了约2000年历史的冰心，由美国沙漠研究所（DRI）和BAS领导的国际研究小组共同分析。科学家发现大约从公元1300年开始，冰心中的黑碳含量大幅增加。为了确定黑碳的来源，研究小组使用DRI独创的连续冰心分析系统，对南极包括詹姆斯罗斯岛冰心在内的六个冰心阵列进行分析。分析结果与南半球黑碳传输和沉积的大气模型相结合，科学家认为新西兰岛的森林燃烧是南极黑碳的主要来源。约700年前，毛利人首先抵达和定居新西兰岛，因为打猎和耕种而大规模焚烧森林，至300年前这种焚烧行为达到高峰。该研究近期发表于《自然》，表明人类活动即使在一个相对较小的范围内，也可能对远距离的环境产生重大影响。 

　　（十）美国科学家发现，氧气水平上升是地球生物灭绝率下降的主要原因 

地球出现复杂生命后，曾经历过5次大规模灭绝过程。海洋生物化石记录普遍显示，全球性生物灭绝过程在5.41亿年（显生宙）以后明显放缓，但其原因一直存在争议。美国斯坦福大学的研究人员借助气候变化计算机模型，模拟随着大气中氧气和二氧化碳含量变化，海水温度和海洋含氧量受影响而波动的过程，并将该波动同生物生理学-局部环境相互作用数学模型相匹配。结果显示，大气中氧气含量为现今的40%是一个阈值，若低于40%，适宜的海洋生物栖息地将减少，全球生物灭绝率急剧上升。科学家指出，大气含氧量和生物生理学因素是发生灭绝事件的直接原因，而地壳构造变动、海洋和大气之间的碳循环效率以及气候变化等也是生物灭绝的重要影响因素，当今的地球大气中氧气流失将会对一些敏感生物产生灾难性影响。该研究近期发表于《美国国家科学院院刊》。 

　　（十一）美国科学家使用同位素标记方法研究海洋生物碳泵，揭示浮游植物在碳循环过程的作用 

浮游植物是海洋生物链底层的微生物，通常生活在海洋上部，通过光合作用固定大气中的二氧化碳，是海洋生物碳泵的关键部分。异养微生物和高等生物以浮游植物为食，它们的行为将改变碳的流向，一部分碳被释放重新回到大气，一部分碳最终埋入海洋沉积物中被固定。这一过程以往只在理想化的实验室条件下模拟，未能在自然环境下观察。近期，美国科学家成功使用稳定同位素标记方法，直接追踪天然微生物群落中浮游植物的活动过程。研究结果发现，不同类型浮游植物固碳的方式和总量各不相同，在海洋生物链中发展成不同的谱系，这与不同类型生物的觅食习惯和方式相关。这一方法可用来追踪和量化海洋中碳的去向，为海洋生态结构和碳循环研究提供新的手段，近期发表于《美国国家科学院院刊》。 

（广州海洋局海洋战略研究所）