【信息】海洋科技动态

　　（一）美国海军推出超大型无人潜航器（XL UUV）

　　5月6日，美国海军海上系统司令部（NAVSEA）宣布其首个超大型无人潜航器（XL UUV）已完成海试并正式交付使用，并将其命名为Orca（虎鲸）。Orca项目合同金额为2.74亿美元，2019年2月波音公司签订了该合同，将完成五艘此型号潜航器的制造、测试和交付。Orca总长度约26米，空气重量约50吨，最高航速8节，航程10500公里，续航时间可达几个月。该设备采取了开放式模块化结构，可集成各种先进技术，有效载荷高达8吨。据此前相关消息，XL UUV未来可能具备多种军事能力。 

　　（二）英国发布报告，呼吁加强海洋地理空间信息合作，保持英国的领先地位 

　　5月11日，英国海洋地理空间委员会发布报告《英国海洋地理空间数据的未来》，呼吁英国政府、工业界和学术界应探寻新的合作方式，以获取和管理全球海洋地理空间信息数据，确保英国保持在海洋科学领域的世界领先地位。该报告强调了海洋地理空间数据对海洋未来的关键作用，并提出四项发展建议：一是呼吁英国30多个公共部门和学术组织加强合作，制定更有战略性的发展方向，在收集数据时减少重复工作并最大限度地提高数据价值和可用性；二是建立通用数据标准，统一信息创建和储存方法，确保英国成为全球数据标准的领导者；三是提高数据透明度和可访问性，解决目前数据储存在不同路径造成的访问困难，同时尊重知识产权，保证数据真实性，保障国家安全；四是加大数据收集力度，降低数据收集门槛，探索利用规模经济的合作机会，促进各个机构在不同时间、地点共同收集数据。 

　　（三）英国“发现”号调查船在北大西洋设得兰群岛进行海洋生态系统研究 

　　5月13日，英国“发现”号调查船完成在大西洋北海和设得兰群岛海域的海洋生态系统调查，返航南安普顿母港。该航次目的是通过对海底沉积物中的残留生物DNA和地球化学分析，重建海洋在受到人类重大活动影响之前的生物多样性及评估海洋生态系统的运行模式，以寻找恢复海洋生态系统的方法。该航次起始于4月16日，是欧盟“海洋变化”项目的一部分。“海洋变化”是一个为期6年的跨学科研究项目，由欧洲研究委员会资助，英国埃克塞特大学、约克大学、德国美因茨约翰内斯古腾堡大学和丹麦哥本哈根大学联合领导，旨在量化人类社会发展对海洋生态系统功能和生物多样性的影响，建立海洋环境变化的新基线。“发现号”隶属于英国海洋学中心（NOC），是一艘多功能海洋调查船，长99.7米，宽18米，最大吃水6.5米，排水量5954吨，可搭乘24名船员和28名科考队员。船上装配了多波束测深系统、ROV、CTD、地震系统等设备，实验室空间共389平方米，是世界上最先进的调查船之一。 

　　（四）“鹦鹉螺”号调查船考察夏威夷海山链的地质起源，一个海脊可能从千里之外漂移至此 

　　5月，美国国家海洋和大气管理局（NOAA）租用 “鹦鹉螺”号调查船（E/V Nautilus），在夏威夷群岛附近开展生物和地质调查，首次测量了夏威夷群岛西北方Lili'uokalani海脊的完整地貌，发现该海脊偏离夏威夷海山链，走向与夏威夷海山链不同。船上海洋学家认为，该海脊可能最初于南太平洋形成，后通过板块运动迁移至此。科学家计划进一步对该海脊进行岩石矿物分析，确定其地质起源。“鹦鹉螺”号是一艘综合调查船，由非盈利组织Ocean Exploration Trust运营，母港位于加利福尼亚州洛杉矶港，长64.2米，宽10.5米，最大吃水4.9米，速度10~12节，最大航程13000海里，自持力40天，载员48人。“鹦鹉螺”号与NOAA合作紧密，2022年大部分时间执行NOAA的科考任务。 

　　（五）韩国船舶与海洋工程公司（JD）集成海面无人机自动避让技术，抢占市场先机 

　　韩国JD公司是一家主营船舶设计业务的企业，员工仅为12人，2019年开始研发海面无人机。目前JD公司已研发出一种用于水产养殖的多功能海上无人机，可实时观察分析天气和海况。该无人机重5千克，最长续航5小时，速度3米/秒，目前已销售15台。近期，该公司宣布，已通过技术转让的形式购买了韩国昌原大学“障碍物识别和自动避让功能”专利，将其应用于海上无人机中，预计于6月完成技术集成。未来，该公司将继续开发海上无人机在海底地形调查、海洋垃圾收集和漏油应急响应等方面的技术。 

　　（六）法国海洋开发研究院联合高校和研究所，组建海洋动力学观察分析团队 

　　今年3月，法国海洋开发研究院（IFREMER）、法国国家信息与自动化研究所（INRIA）、布雷斯特大学、雷恩第一大学和布雷斯特矿业与电信研究院等单位联合创建了一个海洋动力学观察分析团队（ODESSEY）。该团队召集了21名物理海洋、应用数学和计算机科学领域的研究人员，目的是提高海洋-大气动力学模型预测的准确性，主要通过三个研究内容来实施：1. 分析中尺度/亚中尺度的海洋内波过程；2. 监测极端海洋-大气事件和快速强化的途径；3. 使用前沿深度学习的随机数据同化技术进行模型推导。 

　　（七）科学家呼吁创建全球网络，监测大气塑料污染对海洋的影响 

　　现有研究表明，全球所有环境领域中均已检测到塑料颗粒，危害人类健康。近期英国一项研究表明，在13个活人的肺部中，有11个检测到微塑料。预计到2040年，塑料污染水平将达到每年8000万吨。一个国际专家小组估算，每年有多达2500万吨微米级（小于5毫米）和纳米级（小于1/1000毫米）的塑料在大气-海洋之间传输，传输过程的影响和未来趋势难以量化评估。科学家呼吁，创建一个全球统一标准的、可相互比较的微纳米级塑料观测网络，监测大气中微纳米级塑料活动，量化大气-海洋微纳米塑料通量，进而有效地预防和管理塑料污染，评估其对环境和人类健康的影响。该论文近期发表于《自然·通讯：地球与环境》。 

　　文献来源：Allen, Deonie, et al. "Microplastics and nanoplastics in the marine-atmosphere environment." Nature Reviews Earth & Environment (2022): 1-13. 

　　（八）科学家研究海洋“生物碳泵”的影响过程，有助于改进气候变化模型 

　　海水上层微生物是海洋碳循环的起点，它们将大气中的碳吸入海洋，并通过海洋食物网运输到深海，因此，它们被称为海洋碳循环中的“生物碳泵”。虽然“生物碳泵”对气候变化影响很大，但由于其本身由无数复杂的过程组成，且这些过程在不同气候模型建设中存在巨大的不确定性，因而成为当前气候变化模型的主要误差来源之一。为了解 “生物碳泵”与气候变化的关系，完善气候变化模型，提高未来气候预测水平，科学家重新梳理、预测了当前和未来对“生物碳泵”影响最大的过程。研究认为，碎片化、浮游生物垂向迁移、下沉浮游生物大小、海水温度、含氧量、粘度、矿物破碎、矿物保护、涡流泵、鱼类垂直洄游、颗粒物粘性、下沉粒子化学变化等12个过程因素的影响最大，其中10个因素在过去的气候模型中较少考虑，未来应当纳入到新的气候模型中。该研究近期发表于《自然·地球科学》。 

　　文献来源：Henson, Stephanie A., et al. "Uncertain response of ocean biological carbon export in a changing world." Nature Geoscience (2022): 1-7. 

　　（九）通过沉积物压力计和大地测量记录，可理解板块边界断层中的蠕滑事件 

　　板块边界是大型地震的高发地带，了解板块如何沿着边界间歇性缓慢滑动（蠕滑事件）是地震学中的难题。北安纳托利亚断层位于安那托利亚板块和欧亚大陆板块之间，经土耳其北部延伸到爱琴海。自1939年至今，该断层地区出现了7次里氏7.0级以上的地震，且震中不断西移。科学家沿断层布设了压力计来测量海底沉积物中的孔隙水压变化，并使用地面GPS来监测构造变形。数据表明，10个月的观察期内，在断层蠕滑过程中，海洋沉积物中的孔隙水压波动与陆上构造变形之间存在相关性，孔隙水压波动是深地震带流体力学变化的表现。该研究对于理解蠕滑事件的空间影响及其在地震周期中的作用具有重要意义，近期发表于《自然·通讯》。 

　　文献来源：Sultan, Nabil, et al. "Creep-dilatancy development at a transform plate boundary." Nature Communications 13.1 (2022): 1-10. 

　　（十）冰盖将增加火山稳定性，延迟喷发时间 

　　韦斯特达尔火山位于阿留申群岛，其最近一次喷发发生在1992年。基于前几次喷发的地形隆起幅度，之前有科学家预测该火山可能在2010年爆发，但事实上并未发生。究其原因，有科学家假设是火山上1公里厚的冰盖可能增加了岩浆系统的稳定性，但尚未得到验证。基于韦斯特达尔火山常年积累的大量观测数据，科学家通过有限元数值模型来研究火山系统周围岩石的稳定性。科学家对不同大小和形状的岩浆储层进行了计算机模拟，将不同冰厚参数插入计算机模型。模型表明，相对于没有冰川的情况，冰盖的存在确实增加了岩浆系统的稳定性，其中约1公里厚的冰盖可将喷发日期推迟7年。虽然冰盖增加了火山的稳定性，但并不意味着可完全解释火山长期膨胀而不喷发的现象，未来的研究将考虑更多因素。该研究发表于《地球科学前沿》。 

　　文献来源：Lucas, Lilian C., et al. "The Impact of Ice Caps on the Mechanical Stability of Magmatic Systems: Implications for Forecasting on Human Timescales." Frontiers in Earth Science (2022): 717. 

广州海洋局海洋战略研究所（转载请注明出处）