【信息】海洋科技动态

　　（一）法国发布《平衡极端—法国至2030年的极地战略》，北极是未来发展重点

　　4月5日，法国发布新版极地战略报告《平衡极端—法国至2030年的极地战略》。报告重申，尽管当前资金严重不足，法国仍然关注极地传统科学，坚持既定目标且保证公开透明。对于南极地区，法国强调将牵头研究和治理南极洲环境；对于国际海域，法国强调将继续支持海洋保护和维护现有的采矿禁令。报告突出了法国对北极的重视，强调将重新确立法国作为北极行动者的地位，加强关注北极地区的政治安全、气候影响、生物多样性、环境风险等，倡导和支持关于北极与气候变化的可持续发展项目。近年来，法国的极地科研能力不断下滑，各学科领域均受到挑战。法国希望通过新修订的极地战略重新表明自身在极地科学的地位，提升在北极地区的国际话语权。

　　（二）通过光学无线通信技术，日本海洋科技中心（JAMSTEC）使用AUV从海底设备中获取数据

　　目前，大多数自动化海底观测设备都可通过电池供电而无需连接电缆，然而因为光和无线电波难以穿透厚厚的水层到达海底，数据传输仍然依赖有线通信。为解决这一问题，2017年起JAMSTEC就与商岛津设备公司合作，研发水下光学无线通信技术，试图在AUV和海底观测设备之间建立Wi-Fi连接，从而获取数据。近期，JAMSTEC成功实现了全球首次深海光学无线通信，使用AUV在1420米水深与海底着陆器FFC11K连接，获取了130KB的海底影像资料。由于AUV作业时需要与海底保持一定高度和一定速度，所以AUV在FFC11K附近仅停留了10秒左右，获取的数据量有限。下一步，JAMSTEC计划改进通信设备，增强数据传输效率，实现高频数据自动检索。该项技术成熟后，可通过AUV实现观测数据的无线采集和传输，而无需通过船只回收海底设备或铺设专用光缆进行设备数据传输。

　　（三）美国国家海洋和大气管理局（NOAA）计划建造新一代海洋调查船，将于2027年入列

　　NOAA计划建造两艘新型调查船，将配备最先进的海洋数据采集系统，以支持军民两用和海洋资源管理。新船计划容纳48人，且必须具备搭载和收放多艘载人、无人深潜器和无人工作艇的能力，支持深海探测任务。此外，为支持NOAA的碳减排目标，新船将采用最新减排技术，包括高能效、环保的柴油发动机和碳排放控制系统。据悉，NOAA预计于2023年签署造船合同，2027年实现新船入列。

　　（四）挪威调查船启航巴伦支海和北冰洋，航次获得联合国“海洋十年”认可

　　联合国“海洋十年”行动计划全称“海洋科学促进可持续发展国际十年（2021—2030）”，旨在扭转海洋健康衰退趋势并召集全球海洋利益相关方形成共同框架，实现海洋可持续发展。5月11日，挪威特罗姆瑟大学领导的“提高对北极地区甲烷的认识”（AKMA）项目航次启航，将调查北极极端环境、勘察海底甲烷渗漏点，同时开展在线科普活动，组织航次科学家与世界各地的学生和教育工作者连线，分享海洋科考经验，传播科学知识。该航次已被联合国“海洋十年”计划认可。AKMA项目最初由特罗姆瑟大学和美国伍兹霍尔海洋研究所合作开展，现已扩展为一个多国合作的项目，其目标是促进对北极地区海床和海底甲烷活动的认识，重点关注北极地区甲烷的来源、演化过程、特殊生态系统和地质历史。本航次由挪威极地研究所运营的Kronprins Hakon破冰船执行。该船长100米，宽21米，配有月池和15个科学实验室、1台6000米级ROV、地震勘探和拖网等设备，可容纳17名船员和35名科学家，最长续航65天。

　　（五）英国南极调查局（BAS）与ArcGIS合作，整合南极调查数据库

　　BAS所维护的“南极数字数据库”是南极洲最佳的地形数据库之一，每6个月更新一次，持续跟踪和捕捉南极演变、冰架定期生长和退却等变化，以确保科学界能获得最新与可靠的南极信息。5月19日，BAS将南极数字数据库中海岸线和等高线数据集纳入ArcGIS Living Atlas of the World，供全球用户使用。ArcGIS Living Atlas of the World是全球最重要的地理信息数据库，集成了影像资料、地理底图、人口数据和生活方式、地貌景观、国家边界和重要地点、交通线路、太空地球观测、城市系统以及历史地图，提供了权威的全球地理信息，用户可基于这些信息制作功能强大的地图。BAS与ArcGIS的合作将提升南极地图绘制水平，增大世界高精度地图的覆盖范围。

　　（六）俯冲带弧形火山比预想中更富含流体，研究结果可能具有科学与经济双重价值

　　水是板块构造运动的重要润滑剂，含水量将影响与板块构造运动相关的各种地质过程。早期研究通过测量俯冲带岩浆岩中的包裹体、喷发出地面的岩浆以及火山堆积物等来估算俯冲带岩浆中的含水量，但这些方法会混淆各种不同形式和不同来源的水，估算结果具有一定的局限性。基于传统方法，科学家使用美国伍兹霍尔海洋研究所的二次离子质谱仪开发了测量矿物含水量的新方法，计算了巴基斯坦东北部喜马拉雅山脉古俯冲带岩浆弧中岩浆岩的含水量。这些岩浆岩保持了其原始含水量，代表了地壳深处的岩浆状态。结果发现，根据成分不同，岩浆含水量在10%~20%之间，远高于以往在包裹体中获得的测试值（平均约4%）。俯冲带下地壳的高含水量将影响大型矿床的形成（如斑岩型铜矿），具有重要的科学和经济价值。该研究近期发表于《自然·地球科学》。

　　文献来源：Urann, B. & Le Roux, Veronique & Jagoutz, O. & Müntener, Othmar & Behn, M. & Chin, E.. (2022). High water content of arc magmas recorded in cumulates from subduction zone lower crust. Nature Geoscience. 1-8. 10.1038/s41561-022-00947-w.

　　（七）数值模拟显示夏威夷下方核幔边界千米尺度结构图像，支持地幔柱假说

　　夏威夷群岛正下方是地球上几个超低速区域之一，此区域地震波速度降低了40%，由地震波获得的核幔边界结构图像显示出颗粒状的现象，难以解释。近期，一项研究使用最新的数值模拟方法来揭示夏威夷下方核幔边界的千米尺度结构图像，通过图像认为该区域含铁多、密度大。含铁物质可能是地球早期历史中形成岩石的残余物，以某种未知的方式从地核中泄漏出来。该千米尺度结构图像也支持夏威夷火山链的形成假说，即夏威夷玄武岩的异常同位素特征指向早期地球地核泄漏，岩浆通过地幔柱到达地表形成火山链。科学家将对更多地区的核幔边界进行千米尺度成像，以确定热点地区下方是否普遍存在致密物质区，进而提高对地球核幔边界状态的认识。该研究近期发表于《自然·通讯》。

　　文献来源：Li, Zhi, et al. "Kilometer-scale structure on the core–mantle boundary near Hawaii." Nature Communications 13.1 (2022): 1-8.

　　（八）仅关注二氧化碳不足以抑制全球变暖，科学家呼吁扩展气候战略研究

　　一般认为，减少大气中二氧化碳含量是控制全球气候变暖最重要的战略方向。然而，一项新的研究认为，目前全球所采取策略几乎完全专注于二氧化碳本身，这不能达到在本世纪末全球气温升幅控制在工业化前水平1.5℃以内的目标。这项研究中，科学家首次对比了“减少非二氧化碳污染物排放”和“减少化石燃料污染物（主要为二氧化碳）排放”两种情境下，到2050年的气候控制效果。研究发现，“非二氧化碳污染物”（包括甲烷、氢氟烃制冷剂、炭黑、地面臭氧烟雾以及一氧化二氮等）对全球变暖的贡献与二氧化碳几乎一样大。与二氧化碳相比，这些“非二氧化碳污染物”在大气中的存续时间更短，更容易清除。因此，此研究建议科学家和政策制定者拓宽气候战略，重视“非二氧化碳污染物”，采取减少“化石燃料气体”排放和减少“非二氧化碳污染物”排放的双重策略，以有效抵御全球气候变化。该研究近期发表于《美国国家科学院院刊》。

　　文献来源：Dreyfus, Gabrielle B., et al. "Mitigating climate disruption in time: A self-consistent approach for avoiding both near-term and long-term global warming." Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 119.22 (2022): e2123536119.

　　（九）近60多年来，海洋在全球温度变化过程中的作用越来越大

　　传统观点认为，海洋表层温度的逐年变化是海洋与大气热交换的结果，近期的一项新研究否决了该观点。科学家以大西洋亚极地地区为研究对象，使用1990年代以来海洋温度观测数据、英国国家海洋学中心高分辨率（约10公里）海洋模型、1870年以来的历史船舶观测数据等，对海洋热量变化进行研究。结果表明，海洋上层（即混合层）热量的呈现逐年不规则变化，而实际上约有一半时间的热量变化是由洋流热输送造成的。同时，洋流热输送与陆地热交换也存在长期变化关联，异常温暖或寒冷的海洋会影响海洋上方的大气，从而进一步影响欧洲大陆的天气。1960年代以来，海洋在全球温度变化过程中的作用正越来越大，未来的研究需要进一步确认海洋温度变化的根源。该研究近期发表于《自然·通讯》。

　　文献来源：Josey, Simon A., and Bablu Sinha. "Subpolar Atlantic Ocean mixed layer heat content variability is increasingly driven by an active ocean." Communications Earth & Environment 3.1 (2022): 1-8.

　　（十）海洋酸化将导致硅藻数量减少，影响全球气候

　　硅藻主要利用二氧化硅合成壳体，是海洋中最重要的初级生产力之一。硅藻的生命活动过程有助于将大气中的二氧化碳输送到深海，从而调节气候。传统观点认为，在海洋酸化背景下，钙化过程变得困难，不利于钙化生物（利用碳酸钙合成壳体的生物）生长，但有利于硅藻生长。一项研究分析了2010—2014年不同海域的五个超大海洋试管中封闭生态系统的环境变化，发现在较高酸度的海水中，硅藻的硅质外壳溶解缓慢，使其能沉入更深的水层。然而，这种情况下硅藻将无法将营养物质留在海洋表层促进其他硅藻继续生长，结果导致硅藻整体上数量减少。科学家估计，随着海洋酸化加剧，到2100年前后，全球硅藻数量将减少10%，对整个海洋生态系统和全球气候产生影响。该研究近期发表于《自然》。

　　文献来源：Taucher, J., Bach, L.T., J.A., Prowe, A.E.F., Boxhammer, T., Kvale, K., Riebesell, U. (2022): Slower silica dissolution under ocean acidification triggers global diatom decline. Nature.

广州海洋局海洋战略研究所（转载请注明出处）