【信息】海洋科技动态

　　（一）澳大利亚将拨款8亿澳元加强南极研究，以提升在南极事务上的领导地位 

　　2月22日，澳大利亚总理宣布，未来十年内将拨款8.04亿澳元（约38.3亿元人民币）支持一系列活动，维持领先的科研能力，以巩固该国在南极洲的战略地位。该系列活动包括：1、主要在南极内陆执行的活动，如地理制图、环境保护等（1.36亿澳元）；2、 提高空中和陆地的运输、科考能力（1.09亿澳元）；3、研发适用于南极环境的无人机和其他自动航行器（6060万澳元）；4、购买四架中型起重直升机，以到达此前无法进入的南极大陆（3500万澳元）；5、加强澳大利亚在南极大陆的影响力（1360万美元）；6、为Nuyina号科考船提供额外航运经费支持（4420万澳元）；7、支持南大洋海洋科学考察，在霍巴特建立最先进的磷虾水族馆（1740万澳元）；8、环境管理，包括实施“南极洁净战略”和新建支持环境管理的地理信息系统（1430万澳元）；9、南极冰盖科学研究（740万澳元）；10、支持澳大利亚参与国际活动，包括《南极条约》体系的修改和实施，提升澳大利亚在南极事务中的领导地位（340万澳元）。 

　　（二）欧盟获取南极130米长冰心，将继续钻进到2700米，以揭示150万年来气候变化 

　　欧盟委员会资助的欧洲南极冰心钻探项目（EPICA）始于1999年，曾获取两根年龄约为80万年的冰心，完整记录了末次冰期以来的气候环境变化。2019年，欧盟实施“超越EPICA”项目，计划获取地球最古老的深层冰心，揭示过去150万年以来气候变化、大气成分和碳循环信息。该项目持续到2025年，获资1100万欧元（约7700万元人民币）。2月17日，经过三年的选址研究和试验，欧盟研究团队宣布已完成此项目的第一阶段任务，获得了130米长的冰心，保存了过去3000年的气候信息。研究团队表示，在对钻井系统进行调试后，未来几年将在同一钻孔继续钻进，目标是冰下2700米。此前，澳大利亚南极局也宣布将于2022—2023年夏季开始在南极开展最古老冰心钻探，钻取记录时间超过120万年的连续冰心。 

　　（三）美国多家机构预测，未来30年美国沿岸海平面将上升30厘米 

　　2月15日，美国宇航局（NASA）、国家海洋和大气管理局（NOAA）、美国地质调查局（USGS）及其他七家研究机构和高校，联合发布一份报告《全球和区域海平面上升中的美国情景》，预测未来30年全球海平面上升高度可能等于过去100年上升的总和，而美国沿岸海平面将比目前平均高出25~30cm，未来沿海地区发生洪水的频率和强度也会增加。为了更好地理解海平面的上升过程，NASA还开发了一个在线绘图程序，在广泛获取信息的基础上，以可视化报告的形式预测美国海平面上升的幅度。此项工作中，NASA承担全球海平面上升情景模拟的任务，NOAA负责预测未来海面极端高水位，USGS负责研究海平面上升造成的影响和灾害。 

　　（四）德国出资480万欧元，研究如何解决海上战场弹药污染 

　　20世纪发生了两次世界大战，大量弹药废料遗留在海底，其腐蚀分解后会对公共安全、渔业、旅游，甚至对海底挖泥船和建筑业都构成威胁。德国政府估计，北海海域和波罗的海海域仍有160万吨弹药留存至今。2月中旬，德国联邦教育和研究部宣布出资480万欧元，由德国海洋研究联盟（DAM）牵头，阿尔弗雷德-魏格纳极地与海洋研究所（AWI），亥姆霍兹极地和海洋研究中心等13家研究机构和企业参与，共同制定弹药污染海域修复方案。本项目作为DAM“海洋环境保护和可持续利用”计划的一部分，将调查爆炸物中化学成分释放和进入海洋食物链的机制、分析弹壳加速侵蚀的原因、研究海域中各类生态系统及爆炸物对其的影响，并建立在不断变化的气候条件下爆炸性化合物分布的预测模型等。“海洋环境保护和可持续利用”计划始于2021年12月，获资2500万欧元，超过200名来自不同国家的科学家参与。该计划着力于三个领域的研究：1、减少人为因素对海洋生态系统和生物多样性的影响；2、避免和降低海洋污染程度；3、基于模型研究未来海洋的利用方案。 

　　（五）克罗地亚正建造零排放帆船，利用清洁能源和可充电电池作为动力 

　　2月22日，克罗地亚Brodosplit造船厂正式动工建造一艘将风能、太阳能和动能相结合的零排放帆船。该帆船为三桅纵帆船，长64.5米，宽10米，总吨位约500，载员24人，配有2300千瓦时的电池以在无风海面提供动力。帆船还将配备两台柴油发电机，但按该国法律要求只在紧急情况下使用。通过技术整合，这艘帆船充分利用风力航行，在航行时不仅可通过风力涡轮机、水轮机和太阳能电板充电，还可用其特殊设计的“可逆螺旋桨”在船底为电池充电。该船为无限航区客船，船上所有信息都会被集合到驾驶台统一监测和控制，包括船舶推进系统、电池供电、发动机运行、太阳能电板、风力涡轮机、热水和能源消耗状况等信息。该船舶建造项目已进行了两年的前期研发，部分研发经费由欧盟支持。在研发过程中，企业与科研机构和高校建立了合作关系，促进“产-学-研”体系中的知识互动和技术转让。其中，克罗地亚奥西耶克大学负责开发帆船流体动能转换和电池管理系统，以及综合海洋能源系统；斯普利特大学和海军建筑学院负责开发帆船自动化系统、风力涡轮及光伏系统。 

　　（六）科学家联合撰文，阐述全球性海洋观测系统对海啸预警的重要性 

　　2022年1月15日，汤加海底火山爆发引发巨型海啸，迅速传播到太平洋沿岸，引发全球关注。以此为契机，近期美国地震学研究联合会、美国地调局、日本海洋科技中心和加拿大海底观测网等多家一流海洋机构的科学家联合在《海洋学》上发文，描述了包含海洋观测网在内的全球地震网如何快速发现和识别海啸，并发出预警。文章详细介绍了日本和加拿大海底观测网的运行情况，分析了在联合国协调下组建的加勒比海地区地震观测网的成功经验，并将之作为落后地区海洋观测网建设的典型案例。科学家肯定了这些现代化海洋观测网络在数据传输、海洋灾害预警技术等方面取得的巨大进步，呼吁国际社会继续在“联合国海洋科学促进可持续发展十年（2021—2030）”行动框架下，不断拓展现有海洋观测系统，确保所有潜在受海洋灾害威胁的地区都能得到有效保护。 

　　文献来源：Sumy, Danielle F., et al. "Long-term ocean observing coupled with community engagement improves tsunami early warning." Oceanography 34.4 (2021): 70-77. 

　　（七）国际科学家联手开发全球岩石圈模型，解析地球深部结构 

　　去年，西班牙加那利群岛发生了小规模火山爆发，并持续了近三个月。今年1月，汤加海底火山发生大规模爆发，持续时间很短。欧洲空间局（ESA）“3D地球”项目对这两次火山活动的深部热结构分别进行了建模分析。结果显示，加那利群岛火山源岩浆至少延伸到深400公里的上地幔底部，是亚速尔群岛地幔柱向东南流向加那利群岛的分支；而汤加海底火山是板块俯冲形成的弧后火山，与冷板块滑入地幔过程中被地幔融化相关。这造成了两个火山深部热结构不同：加那利群岛火山为正热异常；汤加海底火山为浅部高温，深部为负热异常。ESA将继续联合国际科学家，充分利用其GOCE卫星获取的地球重力场等数据，结合海洋科考船获取的地震层析成像数据，共同开发全球岩石圈模型，以解析地球深部结构。 

　　（八）美国科学家发现，海底甲烷大量释放驱动2300万年前气温下降 

　　有数十亿吨碳以天然气水合物的形式储存在海底。长期以来，人们认为海底释放的甲烷会直接进入大气层，从而导致全球变暖，然而一直缺乏明确的地学证据。美国德州农工大学的科学家对澳大利亚和南极之间三个海域的ODP/IODP岩心进行分析，检测了岩心中生物标志物（包括微生物消耗和释放甲烷所留下的脂质化合物）变化，发现在大约2300万年前该海域发生了甲烷释放事件，其时代与冰川作用和海平面低位峰值相近。科学家推断，地球冰川区域扩大、海平面下降使海水压力降低，从而影响海底天然气水合物赋存区域稳定，最终导致了甲烷的释放。科学家指出，现代全球变暖将加速海底天然气水合物的分解和释放，继而会造成海洋酸化和缺氧，加剧气候变化。该研究近期发表于《自然·地球科学》。 

　　文献来源：Kim, Bumsoo, and Yi Ge Zhang. "Methane hydrate dissociation across the Oligocene–Miocene boundary." Nature Geoscience (2022): 1-7. 

　　（九）英国科学家发现，格陵兰冰盖表面融水的下落过程产生巨大能量，与三峡大坝相当 

　　格陵兰冰盖底部的融化率极高，但直接观测其融化情况则极具挑战性。在英国剑桥大学牵头的一项研究中，科学家使用英国南极调查局（BAS）开发的相位无线电回波探测技术，首次获得了格陵兰冰盖的基础融化率。他们发现，冰盖表面融水通过深达1000米的裂缝流入底部冰河，巨大的落差动能转化为热能，成为影响冰盖融化的最大热源。据估算，2014年夏季下落融水达8200立方米/天。在降雨/融雪高峰期，整个冰盖融水落下产生的能量与中国三峡大坝产生的能量相当。科学家认为，格陵兰冰盖对全球海平面上升的影响可能比预想中更大，需要重新评估。该研究近期发表于《美国国家科学院院刊》。 

　　文献来源：Young, Tun Jan, et al. "Rapid basal melting of the Greenland Ice Sheet from surface meltwater drainage." (2022). 

　　（十）德国科学家证实，历史上南极冰盖并非持续扩张，曾有延迟阶段 

　　3500万年前，地球表面迅速冷却与南美洲南端德雷克海峡的扩展，共同促使南极冰盖的迅速形成，并不断向海域扩张。然而，当代南极冰盖尤其是西部冰盖因受到下方深部海流影响而融化，冰盖不断向陆收缩、稳定性不断降低，全球海洋安全受到了威胁。为了阐明南极冰盖的发展历史、更科学地分析如今的冰盖收缩现象，德国阿尔弗雷德·魏格纳极地与海洋研究所（AWI）的科学家对南极西部冰盖进行了详细调查。科学家采集了南极西部阿蒙森海附近的地震反射数据与大陆架浅海沉积物岩心，确定了海底沉积物体的分布和年龄。科学家在阿蒙森海发现了一个东西向不对称的大型沉积体，其形成时代约为3400—3300万年。科学家分析，受到地球自转影响，该沉积体由北往南方向的深部海流控制，证明当时深部海流与当代西部冰盖下方的情况相似。此外，科学家认为，在南极冰盖的扩张史中，冰盖并非一直处于扩张阶段，也曾存在过阶段性的扩张延迟时期。该研究近期发表于《自然·通讯：地球与环境》。 

　　文献来源：Uenzelmann-Neben, G., et al. Deep water inflow slowed offshore expansion of the West Antarctic Ice Sheet at the Eocene-Oligocene transition. Communications Earth & Environment (2022). 

（广州海洋局海洋战略研究所）