【信息】海洋科技动态

　　（一）英国组建国家气候科学伙伴关系，支持政府决策应对气候变化

　　近期，英国自然环境研究理事会（NERC）支持的七个研究中心和英国气象局宣布合作组建“英国国家气候科学伙伴关系”（UKNCSP），支持英国政府制定和评估在应对、减缓和适应气候变化挑战方面的解决方案，在气候战略政策方面发挥主导作用。UKNCSP的主要任务包括：确保为不断变化的全球和英国气候制定一体化持续观测方案；通过拓展监测和数学建模方法来增强英国的气候科学实力；开发新技术、建立跨学科研究方案；为新一代决策者、专家和机构提供气候知识培训。此外，UKNCSP还将与公共机构和私营部门合作，确保决策者和企业家可及时获得必要的气候信息。参与UKNCSP的七个研究中心分别为：英国南极调查局（BAS）、英国地质调查局（BGS）、国家大气科学中心（NCAS）、国家地球观测中心（NCEO）、国家海洋中心（NOC）、普利茅斯海洋实验室（PML）和英国生态与水文中心（UKCEH）。

　　（二）俄罗斯科考船启航南极，将航行215天

　　11月1日，载有66名科考队员的Akademik Fedorov号科考船从圣彼得堡出发，执行俄罗斯第67次南极科考任务。此次科考计划包括研究南极地区的大气层以及冰圈、生物圈、磁场、电离层、臭氧层、水圈、岩石圈，同时还将进行海洋学和气象学测量。另一个任务是为建设新“东方站”的过冬综合设施做准备，翻修“和平站”，以及为俄罗斯其他南极科考站提供季节性工程设备、货物和食物等，替换轮值科学家回国。此次任务中，Akademik Fedorov号将航行215天，预计于2022年6月回到圣彼得堡。Akademik Fedorov号科考船于1987年完工交付，长141.2米，总吨位12660，是俄罗斯极地研究船队的旗舰。

　　（三）挪威领导的国际科考队首次利用ROV研究北极冰下热液喷口，获得大量地质和生物样本

　　2014年，德国阿尔弗莱德魏格纳极地中心（AWI）的科学家搭乘“极光号”邮轮确认了北极加克尔海岭（Gakkel Ridge）82.5°N处4000米水深的热液喷口，命名为极光热液喷口（Aurora hydrothermal vent field）。2018年，挪威北极天然气水合物、环境和气候中心（CAGE-UiT）联合德国AWI、美国伍兹霍尔海洋研究所、葡萄牙阿威罗大学成立了HACON项目，旨在推动北极深海研究，检验加克尔海岭为太平洋和大西洋之间的生物基因交流提供连接途径的假设。2019年，项目团队使用海底拖曳式相机获得极光热液喷口的高分辨率图像。今年9—10月，挪威领导的HACON 2021国际科考队搭乘Kronprins Haakon号破冰船再次探测极光热液喷口，首次使用ROV进行了详细的摄像和地形测量，并采集了高温液体、烟囱岩、沉积物和生物等样品。后续实验室研究将分析采集到的样品，以了解热液喷口的结构，评估极光喷口生物是在北极孤立进化还是与大西洋或太平洋的生物有遗传关联。Kronprins Haakon号由挪威北极大学、极地研究所和海洋研究所共同运营，船长100米，总吨位10900，容纳15至17名船员和35名科学家，可在冰封水域全年运行。

　　（四）印度启动载人深潜器建设，计划自主新建科考船，加强深海资源勘探

　　印度内阁于今年6月批准由该国地球科学部（MOES）执行深海探测任务的计划，总预算为6000亿卢比（约合516亿人民币），为期5年，其中包括开发6000米水深的载人深潜器、购置海洋勘探研究船、发展深海采矿技术、进行深海矿物资源勘探、加强深海观测能力、提高海洋生物学研究能力等。近期，MOES下属国家海洋技术研究所宣布正式启动载人深潜任务（Samudrayan Mission），建造的深潜器命名为Matsya 6000，乘员3人，计划于2022或2023年进行500米浅水试验，2024年底进行验收试验。同时，MOES透露印度计划建造该国第一艘自主设计的科考船，将配备较强的地震勘探设备，主要用于深海资源调查和勘探、海洋学研究，建造项目计划投入120亿卢比（约合10亿人民币），在开工后三年内完成。目前，MOES拥有六艘科考船，其中，Sagar Nidhi号科考船是MOES的旗舰科考船，由印度国家海洋技术研究所运营，于2008年在意大利建造，长104米，续航45天，是第一艘到达南极水域的印度科考船。

　　（五）日本计划斥巨资更新2240艘商船的动力系统，2050年实现航运业温室气体零排放

　　日本是全球第三大船东国（希腊为全球最大船东国，2018年中国超过日本成为全球第二大船东国），全国共运营商船2240艘。为了加大航运业在应对气候变化和减少温室气体排放方面的贡献，加强日本在国际海事组织（IMO）等机构中的影响力，近期日本船东协会（JSA）宣布从2025年开始改造所有商船的动力系统，以年平均投资1万亿日元更新约100艘商船的速度，到2050年实现总投资最多30万亿日元（约合1.7万亿元人民币），更新其目前运营的所有商船，具体步骤为分阶段将化石燃料逐步替换为清洁能源，扩大氢燃料和氨燃料的使用，以及开发其他技术来实现温室气体零排放。同时，JSA也表示，实现这一目标需要得到造船业、清洁燃料生产业、港口业和燃料供给业等相关产业界的支持，而建成一体化海陆协同的新能源产业链可能需要数百万亿日元的投资。

　　（六）日本科学家发现翁通爪哇海底高原下方地幔中的古太平洋板块残骸，提出区域构造演变新模式

　　翁通爪哇海底高原（Ontong Java Plateau）位于太平洋所罗门群岛以北，面积约200万平方公里，厚度达30公里，大部分岩体是1.2亿年前由强烈的海底火山活动所形成。此高原的构造背景独特，表现为巨大的海底高原、火山链和俯冲带共存，由于区域地幔结构未知，这些构造之间的联系难以确认。2014—2017年，日本海洋科技中心（JAMSTEC）、日本地震研究所、东京大学和神户大学合作，利用“未来号”和“白凤丸号”科考船在该海域布置了23台移动宽频海底地震仪，配合附近岛屿上的地震观测站，构建了翁通爪哇海底地球物理观测网络（OJP array）。今年5月，东京大学科学家在《自然·通讯：地球与环境》上发表成果，通过分析从地表到深度300公里的S波速度结构，发现翁通爪哇海底高原中心下方的岩石圈-软流圈边界比周围海底下方深约40公里。近期，研究小组在《自然：科学报告》上发表成果，科学家通过分析深度可达700公里的P波速度结构，识别出深度150公里的高速异常、深度450公里的低速异常，以及深度500~600公里的巨大高速异常。科学家认为深度500~600公里的巨大高速异常为古太平洋板块在地幔中的残骸，是翁通爪哇海底高原、古太平洋板块和澳大利亚板块俯冲碰撞导致古太平洋板块前端破裂滞留的结果。此外，滞留的太平洋板块限制了下地幔羽流上涌，导致上地幔发生片状变形上涌，形成了翁通爪哇海底高原北部的卡罗琳火山链。

　　（七）美国科学家证实，蠕动变形是导致转换断层中地震缺乏的原因，具有全球普遍性

　　大洋转换断层是全球板块边界系统的重要组成部分，具有地震数量少、震级小的特点，科学家提出了蠕动变形导致了转换断层中的地震缺乏的假设。近期，美国罗德岛大学的科学家在全球范围内检验了这一假设。科学家观测分析了全球138段大洋转换断层中发生的5级以下地震，识别了这些断层中的蠕动变形部分。结果显示，几乎所有大洋转换断层都存在蠕动变形，蠕动变形部分占所研究大洋转换断层总长的64%，大多数蠕动变形与大型地质构造无关，表明该活动方式主要受沿断层带走向的地层性质变化所控制。该研究证实了之前的假设，近期发表于《地质》。

　　（八）美国科学家发现，气候变冷改变了海洋环流模式，导致晚奥陶纪大灭绝事件的发生

 　　显生宙发生了五次生物大灭绝事件，分别为晚奥陶纪大灭绝事件（LOME）、泥盆纪晚期大灭绝事件、二叠纪末大灭绝事件、三叠纪末大灭绝事件以及白垩纪末大灭绝事件，大灭绝的根本原因长期以来都是热门话题。近期，美国科学家在《地球·自然科学》上发表文章探讨了LOME发生的环境背景。科学家以碘/钙元素比值作为氧化还原指标，重建了LOME前后海洋氧含量的变化，将变化数值与计算机地球系统数值模拟结合，发现LOME期间浅海并没有发生缺氧，但深海大面积缺氧。科学家进一步重建了晚奥陶纪全球海洋环流，提出当时的全球气候变冷可能改变了海洋环流模式，阻止了上下层海水交换，也阻止了浅海富氧海水流向深海。此后随着深层海水缺氧范围不断扩大，影响全球生态系统，最终导致了生物大灭绝。

　　（九）美国科学家提出新技术方案，塑料清洁船可将塑料转化成燃料，一艘船每年可清除230~11500吨海洋塑料

　　据统计，每年有多达1270万吨塑料进入海洋，最终被分解成微小颗粒进入食物链。目前主要海洋塑料清理方式是利用船只收集和储存后运回港口，这一过程费时费力且又消耗了化石燃料，产生新的温室气体。近期，美国伍斯特理工学院、伍兹霍尔海洋研究所和哈佛大学的科学家在《美国国家科学院院刊》上发表文章，提出将海洋塑料转化成船用燃料的技术解决方案。科学家检验了水热液化法（hydrothermal liquefaction）的可行性及其环境影响。分析表明，在高温（300~550℃）高压（250~300 bar）下，塑料可通过解聚作用（解聚作用指将报废聚合物转化为单体后，再用于聚合步骤合成聚合物）重新利用，其解聚产物具有足够的能量为执行海洋垃圾清理的船舶提供动力。该方法可减少清洁船舶往返港口的次数和化石燃料的使用量，科学家估计运用该方法，每条清洁船每年可清除230~11500吨海洋塑料。

（广州海洋局海洋战略研究所）