【信息】海洋科技动态

　　（一）国际海底管理局 （ISA）和世界海洋物种名录（WoRMS）合作，共同推进深海生物分类标准化

　　WoRMS是一个海洋生物物种分类数据库，向全球提供准确和全面的海洋生物清单，其数据质量由权威专家组成指导委员会控制。3月1日，ISA与WoRMS宣布双方将建立合作关系，共同致力于提高ISA海底勘探活动和资源环境数据库（DeepData）的质量，推动世界深海物种识别和登记工作。ISA和WoRMS还将开展系列培训和宣传活动，促进国际海底生物多样性的研究。WoRMS是联合国“海洋十年”计划的一部分，而确定“区域”内深海生物多样性评估方法是ISA支持“海洋十年”的六个战略目标之一，此次合作将进一步推进《ISA 2019—2023年战略计划》和《ISA支持联合国海洋十年计划》的实施。

　　（二）美国斯克里普斯海洋研究所（SIO）获得640万美元资金，用于海洋垃圾场和海岸侵蚀研究

　　3月12日，美国国会批准的一项拨款法案中，将资助SIO640万美元开展两项研究。其一是对南加州DDT海洋垃圾场的监测研究，经费560万美元。该项目将分析 Falkor号科考船去年在洛杉矶附近海域采集的海洋生物和沉积物样本，并使用ROV和AUV对两个海底垃圾场继续扩大调查，以评估海底垃圾场的特征和污染情况，了解沉积物和污染物在深海海底运移的生物和物理过程。其二是支持SIO购入移动激光测距系统（LiDAR），经费80万美元。此项目将对圣地亚哥地区的海岸和悬崖侵蚀进行扫描监测，创建高分辨率海岸特征的三维空间地形图，从而量化侵蚀过程，识别侵蚀模式，并提高科学家在风暴后进行应急调查的能力。

　　（三）美国伍兹霍尔海洋研究所（WHOI）将在美国东部大陆架部署声学监测浮标，保护北大西洋露脊鲸

　　北大西洋露脊鲸是世界上濒临灭绝的6种鲸类之一，据统计，目前全球范围内北大西洋露脊鲸仅剩336头。尽管美国已有《濒危物种法》和《海洋哺乳动物保护法》等律例对其进行保护，但每年依然有大量鲸类因受到渔具缠绕或船舶撞击而死亡。为阻止船舶撞击鲸类的事故发生，WHOI新研发了一套数字声学监测浮标。该套浮标可监测海洋哺乳动物发出的声音，并每两小时发送一次数据。声学家在分析数据并确定物种后，及时在网站上公开其位置信息，附近海域船舶看到后可选择降低船速或改变航向以避免撞击动物。WHOI计划将这套浮标部署在美国东部大陆架的北大西洋露脊鲸栖息地和航运密集的诺福克港附近，同时完善美国东海岸海洋监测网络，以保护露脊鲸这个濒危物种。

　　（四）英国国家海洋学中心（NOC）研发新型传感器，利用远程潜航器（ALR）监测海洋生态系统

　　英国设立了一项Oceanids海洋自主系统开发计划，该计划由NOC牵头实施，受英国政府通过工业战略挑战基金（ISCF）资助，经费达1600万英镑。作为该计划的成果之一，NOC研发了一套新型传感器，可对各种海洋生物的地球化学参数进行实时高质量分析。其中海洋养分传感器可对海水进行原位取样和化学分析；碳化学传感器可从海表到深海垂直测量海水碳酸盐的化学成分，并监测海底碳储和碳排放；海洋浮游植物传感器将利用活性叶绿素荧光测定法，自主监测浮游植物的碳捕集过程。这三种传感器将集成在ALR 等机器人平台上，成为低成本、低碳观测和了解海洋生态系统的强大工具，从而为政府做出关于减少二氧化碳排放、加强海洋生态系统管理、减缓气候变化方面的决策提供科学依据。

　　（五）德国“太阳号”科考船起航南太平洋，评估海洋养分供应

　　GEOTRACE是一项关于海洋生物微量元素和同位素化学循环研究的国际计划。2月，德国“太阳号”科考船从智利瓦尔帕莱索港出发，完成GEOTRACE计划的部分调查工作。该航次由德国基尔亥姆霍兹海洋研究中心牵头，12个国际研究机构和高校共同参与，航程约6500海里。航次将横跨南太平洋，于4月抵达南太平洋达新喀里多尼亚岛（法国海外领地）。该航次计划采集东太平洋海隆（East Pacific Rise）海域大型海底火山和热液喷口附近有关营养元素和微量元素供应、以及浮游生物生产力的基础数据，从而了解海洋吸收二氧化碳潜力和浮游植物生长的限制因素。

　　东太平洋海隆位于两个扩张的构造板块之间，火山和热液喷口将热流体从海底排放到水深约 2500 米的深海中，它们含有高浓度的铁和浮游植物生长所需的其他元素。“太阳号”科考船上的科学家将研究这些微量元素和营养物质向海洋表面的供应过程及其对海洋表面生产力的影响，以及浮游植物的固氮作用及其对海洋碳储的影响，确定航线剖面水柱中微量元素及其同位素“源”和“汇”及其空间分布。

　　（六）俄罗斯新改造的海洋调查船下水

　　3月11日，俄罗斯Yantar造船厂完成了海洋科考船Eugene Gorigledzhan的改造，其原本是一艘建于1983年的旧拖船，以俄罗斯鲁宾中央海洋设计局核潜艇总设计师 Evgeny Alekseevich Goriglejan 命名。改造后，该船长81米，宽15米，排水量4000吨，自持力30天，载员57人（包括32名船员和25名科考队员），具有搭载海上特种设备、载人深潜器和水下无人机的能力，可进行水下工程技术作业、海洋环境监测和海洋学调查。为检查船上设备运行和通信状况，该科考船已在波罗的海进行试航。

　　（七）500年前红海曾发生海底滑坡和海啸，未来可能会再次发生

　　红海诞生于2000万年前，由阿拉伯半岛和非洲分裂形成，目前仍在迅速扩张，将来可能会成为新的大洋。2020年，美国迈阿密大学研究人员搭乘OceanXplorer号科考船在红海北部调查过程中，使用载人深潜器下潜到900多米水深位置，结果发现海床有一处巨大断崖和裂谷。科学家采集了海底裂谷周边岩石和沉积物样品，分析结果表明，裂谷由500年前的海底滑坡形成，海底滑坡在沿岸引发了约10米浪高的海啸。科学家估计，未来该海域仍然面临着海底滑坡威胁，可能会引发更大规模的海啸，因此应该加快建设海啸早期预警系统。该研究近期发表于《地球与行星科学快报》。

　　参考文献：Purkis, Sam J., et al. "Tsunamigenic Potential of an Incipient Submarine Landslide in the Tiran Straits." Geophysical Research Letters (2022): e2021GL097493.

　　（八）大氧化事件的新假设：微生物、矿物质与地球化学环境相互作用的结果

　　在地球历史的最初20亿年中，空气中几乎没有氧气，仅在该时期的后段，一些微生物开始发生光合作用产生氧气。然而，该时期的氧气水平远未达到能影响全球生物圈的程度。直到23亿年前，氧气开始在大气中迅速积累，达到与目前相当的浓度水平。这一转变称为大氧化事件（Great Oxygenation Event, GOE），其发生的原因至今仍是地球史中一大谜团。美国亚利桑那州立大学的科学家研究了现今深海中与大氧化事件相关的微生物基因变化，通过建立数学模型提出了一项关于GOE的新假说。假说认为，某些海洋微生物与海洋沉积物中的矿物发生相互作用，这些相互作用有助于防止氧气被消耗，从而引发一个微生物系统自我放大的过程，最终导致氧气开始在大气中积累。该研究近期发表于《自然·通讯》。

　　参考文献：Shang, H., Rothman, D.H. & Fournier, G.P. Oxidative metabolisms catalyzed Earth’s oxygenation. Nature Communications 13, 1328 (2022).

　　（九）高分辨率水下测绘结果显示北极海底永久冻土持续融化

　　北极永久冻土融化会造成土地失稳，从而对基础设施产生负面影响，增加维护成本。科学家搭乘韩国Araon号破冰船，使用先进的高分辨率水下测绘技术对北极海底冻土进行调查。此项调查由美国蒙特利湾水族馆研究所、加拿大地质调查局、加拿大渔业和海洋部、韩国极地研究所合作进行，利用蒙特利湾水族馆研究所提供的两台AUV、一台小型ROV对北极波弗特海进行了调查和取样。

　　调查结果发现，由于全球气候变暖，北极陆地冻土正在融化，部分区域甚至已形成很深的天坑。目前，气候变暖这一冻土融化的主因常被归因于人为驱动，但科学家认为，北极海底冻土变化早在上一个冰河时代已经开始。研究进一步表明，海底表面温度并未显示出变暖的趋势，而缓慢移动的地下水携带的热量可能是海底冻土融化的主要驱动因素。研究成果近期发表于《美国国家科学院院刊》。

　　参考文献：Charles K. Paull et al.,  "Rapid seafloor changes associated with the degradation of Arctic submarine permafrost" PNAS (2022).

　　（十）地球两个大型低剪切波速省存在差异，其中一个密度低且不稳定

　　地球大致可分为地壳、上地幔、下地幔和地核。其中，下地幔深度范围约为660~2900公里，其体积和质量占比高达55%和52%，是地球内部最重要的圈层之一。下地幔中存在许多规模不一的速度异常体，最著名的两个低速异常体是分别位于非洲和太平洋板块下的两个大型低剪切波速省（LLSVPs），其横向和径向尺度均可达上千公里。美国麻省理工学院的科学家通过地震数据解析，运行了数百个地幔对流模型，测算了这两个LLSVP的体积、密度和最大高度。结果表明，非洲的LLSVP比太平洋的深度浅约1000公里，原因可能是非洲LLSVP的密度更低且不稳定。两个LLSVP的深部差异可能也与上覆大陆的地形、重力、地表火山作用和板块运动等地球表层变化相关。该研究有助于了解地幔结构的现状和演化，近期发表于《自然·地球科学》。

　　参考文献：Yuan, Qian, and Mingming Li. "Instability of the African large low-shear-wave-velocity province due to its low intrinsic density." Nature Geoscience (2022): 1-6.

广州海洋局海洋战略研究所（转载请注明出处）