【信息】海洋科技动态

　　（一）联合国教科文组织发起“eDNA倡议”，将探索全球海洋保护区生物多样性，并标准化eDNA采样分析过程

　　环境DNA（eDNA）是指从环境样品（如水、沉积物等）中提取的DNA，通过分析eDNA可了解所属物种的分类学信息和基因功能信息，是鉴定环境生物多样性的一种手段。近日，联合国教科文组织（UNESCO）启动了一项全球性的eDNA项目，以此来衡量气候变化对海洋生物多样性的冲击及其对海洋世界遗产地生物分布和迁徙模式的影响。该项目将首次在多个海洋保护区采用一套统一的方法进行eDNA采样，当地居民将在专家的指导下负责环境样品的采集、过滤等工作，然后将样品转移至专业实验室，由科学家进行基因测序。由于eDNA技术仍处于起步阶段，为保证取样和分析流程的可操作性，UNESCO将改进已有的采样和数据管理标准程序，这意味着全球eDNA采样和数据监测管理的实践标准即将诞生。此外，所有数据将由海洋生物多样性信息系统（OBIS）处理和发布。该系统是全球最大的海洋物种分布和多样性开放数据库，由数千名科学家、数据管理人员和用户组成的全球网络共同维护和支持。

　　（二）美国能源部和美国内政部共同拨款1350万美元，支持海上风电环境监测

　　近日，美国能源部（DOE）宣布将与美国海洋能源管理局（BOEM）共同为四个项目拨款共1350万美元，支持可持续海上风电开发，推进美国实现2030年完成30GW海上风电场的目标。其中杜克大学已获得750万美元的资助，研究美国东海岸风电场开发对鸟类、蝙蝠和海洋哺乳动物造成的潜在风险，绘制一个适应性路线图；库那米塞特农场基金会（Coonamessett Farm Foundation）将获得330万美元，调查美国东海岸风电场中商业鱼类和海洋无脊椎动物种群及其栖息地的变化；俄勒冈州立大学将获得200万美元，对美国西海岸的海洋哺乳动物和海鸟进行视觉调查和声学监测，创建西海岸潜在风能开发区物种预测密度图；伍兹霍尔海洋研究所已经获得75万美元，开发海洋自主机器人技术，以对西海岸潜在风能开发区的海洋生物和海底环境进行监测。这些项目将为海上风电场的选址、政府发放许可、野生动物保护和渔业监测提供必要数据。

　　（三）澳大利亚新造极地破冰船入列，造价5.29亿澳元（约3.95亿美元）

　　澳大利亚新建南极破冰船RSV Nuyina于2017年5月开始建造，2020年7月基本完成，但因新冠疫情影响推迟了海试和冰试，今年8月才由荷兰造船厂交付驶出，在经历24000公里、47天的航行后，10月16日上午抵达其母港澳大利亚霍巴特港。该船总长160米，排水量25000吨，最大船速16节，可以承受高达14米的海浪和12级飓风冲击，破约1.65米厚冰层。该船最多容纳117名科考人员和32名船员，自持力92天。这是澳大利亚南极计划中的主要组成部分，也是“百万年冰芯项目”（MYIC）的重要科学平台，拥有四个永久性科学实验室和一个可容纳20个集装箱的模块化实验室，配有“突破性”的科学设备，海底测深能力11000米，并可在船底深处“零损坏”地捕获生物样品。政府为该船投资共19亿澳元，包括5.29亿建造成本及未来30年的运营维护成本。MYIC是澳大利亚南极局发起的冰芯钻探项目，目标是在2025—2026年钻达南极最古老的冰层，还原至少120万年的连续冰芯记录。现有的南极连续冰芯记录最长80万年。

　　（四）俄美共同主导的2021国际北极科考航次结束，证实了北极气候主要受海洋而非大气的影响

　　NABOS（南森和阿蒙森盆地观测系统）是一个国际北极合作科考项目，自2002年以来已经进行了12次科考。2021年9月，来自美国、俄罗斯、日本和丹麦的科学家搭乘俄罗斯Akademik Tryoshnikov号破冰船开始了NABOS第13个航次。此航次由美国国家科学基金资助，首席科学家为俄罗斯北极和南极研究所伊戈尔波利亚科夫研究员，项目包括系泊的回收和部署、多学科调查以及一系列补充观察和测量。此航次于今年10月20日结束回到圣彼得堡港，历时40天，共航行6000多海里，在拉普捷夫海、东西伯利亚海和北冰洋深水区采集了9000多个水体样品并在船上进行了现场测试，数据将添加到NABOS 数据库中。目前，科学家们通过NABOS项目证实北极气候主要受海洋而非大气的影响。Akademik Tryoshnikov号破冰船于2012年入列，长134米，总吨12711，是俄罗斯极地研究舰队的旗舰。

　　（五）美国海岸警卫队（USCG）“希利号”破冰船穿越北极西北航道，完成绕北极巡航

　　“希利”号是USCG仅有的两艘老旧破冰船之一，频繁活动于阿拉斯加北极地区。今年七月，“希利”号从美国西海岸西雅图出发，开始夏季北极巡航。得益于近年来北极海冰减少，北极航道愈加开阔，此次巡航是“希利”号自2005年以来首次穿越北极西北航道。随船科学家绘制了西北航道浅水区地形图，研究了温水通过海底沟槽引导加速底层冰川融化的过程，观测了格陵兰冰川入海后发生的变化。此外，此次巡航中“希利”号发现了1963年沉没的美国北极巡逻船“熊”号的残骸。近期，“希利”号抵达美国东海岸波士顿，稍作整顿之后将继续南行穿过巴拿马运河，再北上于年底返回母港西雅图。“希利”号于1999年入列，曾多次发生事故，已难以满足USCG的任务需求。未来十年USCG计划新增三艘破冰船，以加强美国在北极的存在感和话语权。

　　（六）美国学者发现加勒比海遭遇8.2ka BP冷事件的证据，推测8000年前海平面跃升2.6米

　　“8.2ka BP冷事件”是全新世早期的一次全球性气候突变事件，全球多处海洋岩芯、冰芯、大陆湖泊沉积物及石笋都记录了这次冷事件。科学界普遍认为此次事件的起因是当时北美哈德逊湾劳伦冰盖解体，由其形成的Agassiz和Ojibway堰塞湖突然泄洪，大量淡水流入北大西洋影响了环流热输送，最终使这一事件的影响扩散到了全球，导致海平面突然上升。虽然已有科学家根据密西西比河三角洲及世界其他地方的地质记录推算过8.2ka冷事件中海平面跃升（SLR）幅度，但在理论上应受更大影响的加勒比海，却从未发现此次事件的相关记录，这令人困惑。近期发表于《地质》的一项研究中，美国科学家在危地马拉伊萨瓦尔湖（Lake Izabal）发现了加勒比海在8.2ka冷事件中的SLR证据。伊萨瓦尔湖通过杜塞尔河（Dulce River）和El Golfete湖与加勒比海连接，根据湖底沉积物岩芯的地球化学数据，发现该湖在约8370年前（此区域冷事件的校准年，cal. yr BP）为咸水湖，在cal. yr BP后近四千年左右的时间里逐渐转为淡水。进一步研究发现，该湖曾经历过一系列扩张过程，并接纳了大量淡水。经推算，该地区在“8.2kaBP冷事件”前后的SLR约为2.60±0.88米，此结果高于前人在世界其他地方研究推算的结果。科学家认为，先前研究都低估了Agassiz和Ojibway堰塞湖的泄洪量，此外还有其他未被计入的融水源共同导致了此次冷事件。

　　（七）新西兰科学家精细化模拟南极冰盖融化场景，预测在温室气体高排放情景下，300年后全球海平面上升4米

　　由于气候变暖，21世纪内全球海平面在温室气体低排放情景（RCP2.6）下预计将上升0.25~0.59米，高排放情景（RCP8.5）为0.61~1.10米。然而，在所有海平面预测模型中，对南极冰盖的模拟都具有较高不确定性，南极冰盖在不同气候状态下的表现均基于假设。近日，发表在《自然·通讯：地球与环境》上的一项研究中，新西兰科学家使用数百个冰盖模型数据开发了一个统计模拟器，预测了数千种未来海平面高程对气候变化响应的场景。科学家推测，在温室气体高排放情景下，未来几十年内南极会有大面积冰盖变薄崩塌，到2300年海平面预计将上升1.96~3.97米，其上升速度是低排放情景下的两倍；低排放情景下，海平面预计将上升0.45~1.57米，南极冰盖可能不会变薄，南极西部的大部分冰盖甚至都能保持完好。研究还发现，南极冰盖融化与全球变暖的升温量密切相关，但与升温途径和速率却没有必然联系。

　　（八）美国科学家发现在三叠纪末生物大灭绝之前，海洋生态系统已经受到碳循环扰动影响

　　对生态环境变化的理解是研究地史上生物大灭绝事件的重要方面，以往有研究简单地认为三叠纪末大灭绝事件（ETE）是由中大西洋大火成岩省（CAMP）引发的，但对其生态环境变化的前奏知之甚少，尤其是当时的海洋环境。美国科学家研究了内华达州弗格森山地区海洋三叠纪—侏罗纪地质剖面，这是世界上保存最完整同期剖面之一。通过岩相学、古生物学、汞元素和碳同位素等方面分析，以实验结果构建了高分辨率古生态和古环境变化过程，识别出ETE前发生的碳同位素偏移现象、低汞浓度变化过程，发现含硫化物沉积物。这一系列异常揭示了在ETE之前，此区域浅海生态环境和生态系统已经受到破坏。科学家推测，CAMP早期侵入阶段已经扰乱了全球碳循环，引起的间歇性缺氧事件破坏了浅海生态系统和生物多样性，而在CAMP高峰阶段，火山作用则彻底摧毁了全球生态系统，导致了大规模生物灭绝。该研究近期发表于《地球和行星科学快报》。

　　（九）德国科学家揭示橄榄岩蛇纹石化在俯冲带硅循环中的作用，发现水/岩比值是主要控制因素

　　在马里亚纳汇聚板块边缘，太平洋板块向菲律宾海板块俯冲，俯冲板片释放的水进入地幔楔使橄榄岩蛇纹石化。在2016年实施的IODP 366航次中，科学家获取到马里亚纳前弧Yinzao、Fantangisna 和Asut Tesoru三座含蛇纹石泥火山样品，它们分别代表了13公里、14公里和18公里深度的板片样品，对应的俯冲带温度分别为80℃、150℃和250℃。德国不来梅大学的科学家对三座泥火山样品进行了电子探针、MC-ICPMS（多通道接收电感耦合等离子体质谱仪）测量，结合实验室可控条件下橄榄岩蛇纹石化试验，以确定其在俯冲带硅循环中的作用。研究认为，水/岩比值是这一过程的主要控制因素，在低水/岩比值条件下形成的蛇纹石中，硅同位素与原始橄榄石中类似，表明早期蛇纹石化过程中没有明显的硅同位素分异；而高水/岩比值条件下形成的蛇纹石由多种硅同位素组成，反映了蛇纹石化过程中多源流体的相互作用。该研究表明，硅同位素可作为俯冲带中板片脱水过程的可靠指示，也可用于识别古俯冲环境中俯冲沉积物的来源和类型。研究成果近期发表于《地球和行星科学快报》。