【信息】海洋科技动态

　　（一）《自然》呼吁，全球性火山灾害发生概率高于小行星撞击，应加强应对工作

　　2022年1月，汤加海底火山喷发，火山灰覆盖数百平方公里，汤加的基础设施、农业和渔业受到严重破坏，海底电缆切断，与外界中断联系，造成的经济损失占汤加GDP的18.5%。所幸火山喷发在人口稀少的南太平洋地区，且持续11小时后停止，否则将会对全球航道、网络、气候、粮食资源及供应链等产生无可估量的影响。8月17日，《自然》期刊发表剑桥大学科学家评论文章，指出未来100年内发生大规模火山喷发（7级以上，汤加火山爆发为5级）的概率高达六分之一，届时将造成数万亿美元的经济损失。然而，目前各国政府全球性对火山爆发的监测和应对工作严重缺失，投入资金远小于应对小行星撞击的威胁，而全球性火山爆发的概率远高于小行星碰撞。科学家建议，有必要发射火山监测专用卫星，开展活火山地下岩浆控制研究，商讨和制定全球性火山灾害的应对策略，加强高风险地区的政策引导，提出预防性措施。

　　（二）美国智库评估《巴黎协定》成员国信用，预计美国无法兑现碳中和承诺

　　《巴黎协定》是全世界178个缔约方签署的气候变化协议，各国自主提出减排措施以共同应对全球气温上升。能否达到控温目标，将取决于各缔约方是否如期实现碳中和。加州大学圣地亚哥分校全球政策与战略学院以参加《巴黎协定》缔约方会议的800多名外交学家和科学家为咨询专家，对包括本国在内的承诺国进行一系列信用评级调查。该项调查主要针对8个国家，调查结果表明，欧洲和中国实现承诺的可信度最高，澳大利亚、南非和印度次之，美国和巴西排名倒数第二，仅在沙特阿拉伯之前。关于评估国家兑现承诺的驱动力，不同专家的观点不一：来自发达国家的调查专家认为，缓解气候变化本身是关键驱动；而来自发展中国家的调查专家认为，通过应对气候行动来发展经济最重要。研究指出，目前《巴黎协定》整体框架运行良好，政府体制稳定和政策连续性好的国家更容易兑现承诺，而美国的气候承诺已陷入可信度困境。

　　（三）科学家呼吁扩大南极海洋保护区，以保护幼年帝企鹅

　　为了保护南大洋独特而丰富的生物多样性，一些国家已经在此海域建立多个海洋保护区（MPA）。然而，由于全球气候变化，南大洋的生态环境遭受严重威胁，对野生动物产生了可量化的负面影响，例如大量海鸟（如帝企鹅）数量减少等。帝企鹅作为南极洲标志性的重要物种，无论是在海洋保护区、重要鸟类区域还是其他具有生态意义的区域，它们的栖息地和海上活动区域都是南大洋保护优先考虑的事项。近几年来，南极海洋生物资源保护委员会（CCAMLR）一直在考虑建立3个新的海洋保护区，例如由德国首先提出的威德尔海海洋保护区，其面积将达到220万平方公里。然而，伍兹霍尔海洋研究所（WHOI）和欧洲研究机构的研究人员发现，幼年帝企鹅90%的时间都在拟建和已有的海洋保护区之外活动，这就说明这些保护区仍然不足以保护它们。研究人员认为，帝企鹅和其他重要生态物种的保护计划应该考虑所有年龄段的动态栖息范围。在未来的几十年里，研究人员将追踪成年和幼年企鹅随环境变化的活动范围，并依据长期观测数据，设立一个边界不断变化的动态海洋保护区。

　　（四）英国运营全球最大海上风电场，装机容量1.3吉瓦

　　位于英国约克郡海岸89公里海域的霍恩西（Hornsea）2号海上风电场现已全面投入运营，面积462平方公里，装机容量超过1.3吉瓦，为全球规模最大，可为超过140万个普通英国家庭供电。整个风电场使用165台西门子Gamesa涡轮发电机，每个叶片长81米，旋转一次就可为一个英国家庭提供24小时的电力。目前，欧洲国家正大力发展可再生能源，以摆脱对俄罗斯化石燃料的依赖，该风电场的全面运营可以提高英国能源供应的安全性和韧性，并降低消费者使用成本。预计不久后，相邻的霍恩西3号海上风电场将投入运营，装机容量达到2.8 吉瓦。英国计划到2030年海上风电的总装机容量达到50吉瓦，其成熟的海上风电业有望继续壮大，成为全球行业的引领者。

　　（五）挪威“北极光”公司与化工业巨头达成协议，将二氧化碳永久储存于海底

　　9月1日，挪威主营碳储存与运输的“北极光”公司（Northern Lights）与化工业巨头亚拉公司（Yara）签署了世界上第一份二氧化碳跨境运输和储存商业协议。Yara公司的总部位于挪威，是一家国际化工集团，从2025年开始，该公司将每年从位于荷兰的生产化肥和合成氨子公司捕获、压缩和液化二氧化碳80万吨。这些液化二氧化碳经船运输到挪威卑尔根附近的“北极光”站点后，会由“北极光”公司通过管道将其永久储存在挪威大陆架海床下2600米深处。该两家公司认为这是欧洲脱碳迈出的重要一步，Yara公司会将二氧化碳的捕获量提升到每年500~600万吨。“北极光”公司的投资者之一Equinor公司表示，将继续加强与欧洲各国政府和企业合作，利用其油气勘探、生产的优势和经验，进一步将挪威大陆架发展为未来能源中心。

　　（六）过去典型温室时期，海洋缺氧区显著收缩，推测未来因为气温上升，缺氧区也将减少

　　海水溶解氧为海洋生物提供呼吸氧气，促进碳及营养物质循环，对海洋生态系统至关重要。观测数据显示，过去50年来近岸和远洋中，海水含氧浓度持续降低，海洋缺氧区（ODZ）逐步扩大。德国一化学研究所的研究人员基于太平洋和大西洋有孔虫的氮同位素，探讨过去典型温室期ODZ范围的变化。研究发现，在早始新世气候适宜期（约5000万年前）和中中新世气候适宜期（约1600万年前），热带北太平洋东部水体的反硝化作用显著减弱，表明缺氧水体的范围显著减少，即ODZ在两个温室期都明显收缩。ODZ收缩的可能机制之一是热带太平洋上升流减弱，从而导致了生物生产力降低，减少有机质沉降分解时的耗氧量；另一个可能的机制则是南大洋深层水与表层水间的交换增强，进而导致深海含氧量增加。研究者认为，尽管这一结论不一定适用于预测未来短期内ODZ的发展趋势，但在当前气候变化的背景下，长期升温可能最终导致全球ODZ收缩。该文章近期发表于《自然》。

　　文献来源：Auderset A, Moretti S, Taphorn B, et al. Enhanced ocean oxygenation during Cenozoic warm periods [J]. Nature, 2022, 609(7925): 77.

　　（七）碳元素在地球核幔边界处与水反应形成钻石，形成超级“钻石工场”

　　碳是一种亲铁元素，地球上大约90%碳元素都存在于地核中。但是科学家发现，地幔中的碳含量比预期的要高很多，然而不清楚这些碳元素是否来自地核。美国亚利桑那州立大学的研究人员通过模拟核幔边界（CMB）处的温度和压力条件，研究其碳转移机制。他们发现，地表的含水矿物在通过俯冲带进入到核幔边界时，释放出的水份可以和来自地核的液态铁碳合金发生反应，将大量碳元素以钻石的形式释放到地幔中，这就很好地解释了地幔中碳含量升高的原因，而且这个过程已持续了数十亿年。碳是生命的基本元素，在许多地质过程中发挥着重要作用，研究从地核到地幔的碳转移机制有助于理解地球内部深处的碳循环。研究人员还预测，由于大规模钻石场的存在，地震波在核幔边界处的速度应该会异常升高。相关研究成果发表于《地球物理研究快报》。

　　文献来源：Byeongkwan Ko, Stella Chariton, Vitali Prakapenka, et al. Water-Induced Diamond Formation at Earth's Core-Mantle Boundary [J]. Geophysical Research Letters, 2022, 49 (16).

　　（八）北极湖泊速度干涸惊人，或由永久冻土层融化所致

　　1960年代中期以来，北极区域的温度升高了约3℃，导致陆地生态系统发生了多重变化，例如降水增加、永久冻土层融化及地表水域面积变化等。湖泊占北极低洼地区面积的20%~40%，永久冻土带的湖泊面积居全球之首。湖泊不仅为动物提供重要栖息地，更是北极偏远区域的水汽来源，在碳循环及区域能量平衡方面发挥着重要作用。美国佛罗里达大学的研究人员基于卫星数据，量化了过去20年中北极湖泊地表水的时空变化情况。结果显示，2000—2021年，整个泛北极地区的湖泊已经缩小，部分完全干涸，这些区域横跨了加拿大、俄罗斯、格陵兰、斯堪的纳维亚和阿拉斯加的北部地区。研究发现，北极湖泊的干涸与年气温上升和降雨量增加密切相关，由此推测永久冻土融化可能是造成地表水流失、湖泊面积减少的重要原因。该文章近期发表于《自然·气候变化》。

　　文章来源：Webb E E, Liljedahl A K, Cordeiro J A, et al. Permafrost thaw drives surface water decline across lake-rich regions of the Arctic [J]. Nature Climate Change, 2022, 609(7925): 77.

　　（九）利用MOSAiC科考数据，科学家发现北极海冰融化-结冰规律

　　全球变暖导致北冰洋海冰处于历史最低水平，然而，北极强烈的地表风和洋流运动导致海冰不断移动而难以监测。东京大学科学家利用MOSAiC国际北极科考项目数据，包括对浮冰上方空气、浮冰本身与周边海洋特性的监测数据，研究了北极海冰边缘从融化到重新冻结的过程。结果显示，现今北极海冰的边缘比过去更容易在夏季融化，在秋季和初冬会重新结冰。研究人员认为，夏季强风会加速冰与海水混合，增强热传递，促进海冰融化；随着融水在海冰下方积聚，海水盐度降低将导致冰点温度升高，减缓海冰融化。目前，该研究团队正在开发一种新的设备，可同时测量海冰运动及边缘盐度，以便在未来更清晰地描述北极海冰的波动情况。该研究近期发表于《地球物理研究：海洋学》。

　　文献来源：Kawaguchi Y, Koenig Z, Nomura D, et al. Turbulent Mixing during Late Summer in the Ice–Ocean Boundary Layer in the Central Arctic Ocean: Results from the MOSAiC Expedition[J]. Journal of Geophysical Research: Oceans, e2021JC017975.

　　广州海洋局海洋战略研究所（转载请注明出处）