【信息】海洋科技动态

（一）联合国“海洋十年”计划启动新一轮“海洋十年行动呼吁”

“联合国海洋科学促进可持续发展十年（2021-2030）”（简称“海洋十年”），是由联合国教科文组织政府间海洋学委员会（IOC-UNESCO）负责协调组织的一项多方倡议，目前全球已有约300项行动在“海洋十年”框架下获批。今年10月，联合国发布新一轮海洋十年行动呼吁（第04/2022号），征集变革性十年计划，主要聚焦应对“海洋十年”之中的挑战6（海岸复原力）和挑战8（海洋的数字表现）两项问题。前者涉及与海岸带绿色恢复力相关的基于自然和国家的解决方案，以及开发多灾种早期预警系统；后者涉及填补深海、小岛屿发展中国家、南大洋、高纬度地区等区域的数据、信息或知识空白，利用或连接现有的数字基础设施，发展长期数据管理能力，开发应用程序、工具和机制等。此外，全球海底测绘计划（GEBCO）、深海观测战略计划（DOOS）、海洋声学环境研究计划等25个已获批的十年计划也正在征集项目申请。

（二）海草研究在西印度洋进展迅速，有助于各国实现气候目标

海草广泛分布在世界各地的沿海水域，对全球渔业发展、减少风暴对海岸线的影响有着重要作用。海草系统不仅是多种生物的栖息地，还有助于沉积物固碳，可以将碳封存数十年甚至更长的时间，因此保护海草生态系统对于各国实现气候目标至关重要。截至目前，地球上只有不到20%的海草得到了完整的调查和测量，人类对于海草系统的了解程度也低于其他沿海湿地生态系统。今年10月，在南非召开的西印度洋海洋科学协会（WIOMSA）上，科学家针对海草相关的领域进行了学术交流，探讨设立相关项目及建立合作关系的可行性。西印度洋拥有丰富多样的海草生态系统，是周边国家渔业发展的基础，近年来该地区海草研究发展迅速。海草生态系统的保护和修复是应对气候变化的自然解决方案之一，各国在实施温室气体减排计划的同时，应该考虑海草保护，以实现减缓和适应气候变化的目标。

（三）英国2022-2023年南极野外调查季开始

今年11月，英国开始实施由南极调查局主导的2022-2023年度南极野外调查计划，将在南极洲5个科考站及更广阔的区域内开展一系列具有挑战性的科学项目，包括计划在火星上使用的科学仪器测试等。目前，英国在南极拥有5个科考站，分别是罗瑟拉科考站、哈雷六世科考站、爱德华国王角科考站、鸟岛研究站和西尼研究站。本野外调查季期间，英国将派出超过500名科考人员在南极陆地科考站和“大卫·阿滕伯勒爵士号”极地科考船上工作，这是2020年受全球新冠疫情影响后英国首次在南极实施大规模野外调查。此次调查将完成海底地形测绘、大气云层测量、冰架监测、野生动物调查和追踪等任务。此外，在即将开展的“南极海冰波动的驱动因素及影响”（DEFIAN）项目中，科学家将利用极地科考船和飞机在南大洋部署科学仪器，开展海冰观测和海洋水文测量，以了解控制南大洋海冰季节性变化和长期趋势的大气和海洋过程。

（四）NOAA新船龙骨铺设，致力于减少船舶碳排放

“发现者号”（Discoverer）是美国海洋和大气管理局（NOAA）正在建造的新科考船，10月下旬，NOAA举行了该船的龙骨铺设仪式。该船计划于2026年入列，母港是罗德岛的钮波特港。该船主要用于采集气候和海洋观测数据，同时进行海底地形测量，以了解气候变化对海洋生物的影响以及研究沿海和气候复原力相关问题。NOAA还有一艘正在建造的新船“海洋学家号”（Oceanographer），将于2025年入列，母港是夏威夷檀香山。两船均采用电池储能和柴电推进混合动力技术，每船每年可减少消耗柴油约56780升，减排二氧化碳5700吨。

（五）美国将研究墨西哥湾水下滑坡对海上能源基础设施的影响

密西西比河三角洲位于北美洲中南部，是世界上最大的河口三角洲，占美国盐沼面积的近40%，由密西西比河注入墨西哥湾形成。该三角洲深入远海之中，末端又分成数股汊流，形如鸟足，故又有“鸟足三角洲”之称。该三角洲“鸟足”周围海域分布者着经济价值高达数十亿美元的油气田和可再生能源设施，海底还有入选美国国家历史名录的几艘沉船，具有很高的经济价值和考古价值。然而，目前发现该区域从海岸浅层到大陆架外缘均存在显著的沉积物运移情况，可能会造成海底滑坡，对能源基础设施和沉船保护具有较大影响。为此，在美国海洋能源管理局资助下，路易斯安那州立大学将与美国地质调查局、海军实验室、NOAA等部门合作，在密西西比河三角洲海底部署滑坡监测传感器以了解海底稳定性，并结合数值模拟和机器学习方法预测整个区域的海底滑坡时空变化规律，预判海底生态系统对海底滑坡的应变能力，为海上能源开发和基础设施的相关决策提供科学依据。

（六）本世纪以来地中海海平面快速上升，海盆大尺度环流变化为主要因素

地中海的海平面变化在区域空间和时间上都是不均匀的，了解产生这种不均匀性的原因对于制定沿海灾害应对策略至关重要。然而，地中海海平面的长期观测记录严重不足，且仅限于欧洲海岸线的几个地区。来自英国国家海洋学中心（NOC）的科研人员，运用空间贝叶斯方法，将潮汐测量和海面测高的数据与陆地面积的变化相结合，探讨了1960年以来地中海海平面变化及其原因。研究结果表明，1960~1989年期间，由于海盆上空大气压力的增加和微弱的空间动力学变化（海水密度和环流变化），地中海的海平面以平均每年0.3±0.5毫米的速度下降；1989年后，在空间动力学变化和陆地融冰的影响下，地中海海平面上升的速度加快，平均每年上升3.6±0.3毫米。此外，2000~2018年期间，地中海海平面总共上升了约7厘米，且上升速度的区域差异很大，其中亚得里亚海、爱琴海和黎凡特海的海平面上升速度比其他区域都要快，这主要是由海盆大尺度环流的变化所导致的。该研究成果可以用于设定气候模型的海平面参数，对于减少模型的不确定性具有重要意义。相关研究成果发表于《地球物理研究杂志:海洋》。

文章来源：Calafat F M., Frederikse T, Horsburgh K. The sources of sea-level changes in the Mediterranean Sea since 1960[J]. Journal of Geophysical Research: Oceans, 2022: e2022JC019061.

（七）南极洲冰盖下发现隐藏“河流”，对于认识冰川动力学机制具有重要意义

已有研究表明，南极冰盖下方的水文系统及其运动机制对理解冰盖动力学具有重要意义。冰盖表面寒冷，但底部通常由于地热和摩擦作用而相对温暖，底部冰融水能够起到润滑作用，加速上覆冰盖流动。近期，加拿大滑铁卢大学的研究人员基于数值模拟及地球物理数据，对西南极冰盖Filchner-Ronne冰架的4个冰区进行了研究，发现了该区域冰盖以下存在一个总长达460公里、呈树枝状分布的大型水文系统。该系统从冰盖内部延伸到基底边缘，最终汇入威德尔海。研究表明，这个水文系统的通道能够在高压下输送大量的淡水（通量约每秒24立方米），进而导致其上覆冰川流动增强。冰盖内部的水通常在对冰盖稳定性至关重要的区域流出，驱动了冰架的融化。冰川底下水文系统主要通道的大小可以影响整个水系的深度和压力，影响范围可达到主通道两侧的100公里。该研究强调，在计算冰盖流动和冰架融化时，也需考虑冰盖下方水文系统的规模。相关研究近期发表于《自然·地球科学》。

文章来源：Dow C F, Ross N, Jeofry H, et al. Antarctic basal environment shaped by high-pressure flow through a subglacial river system[J]. Nature Geoscience, 2022: 1-7.

（八）全球变暖导致的冰盖退缩，可能引发区域火山活动增加，最终触发了末次冰消期北太平洋脱氧事件

在末次冰消期（暖期，约19~9 ka），北太平洋曾经发生过多次显著的脱氧事件（即海洋溶解氧含量降低），这些事件持续时间约百年到千年不等。理解脱氧事件的触发机制及其与全球变暖间的联系，能够为预测未来气候变化对海洋氧化还原条件演变的影响提供重要信息。近期，美国俄勒冈州立大学的研究人员基于东北太平洋阿拉斯加湾两个岩心的沉积记录，重建了末次冰消期以来沉积物氧化还原条件的演化历史。沉积物的地球化学证据显示，北太平洋脱氧事件的发生与沉积物中的火山灰增加在时间上同步，由此推测，随着冰消期气候变暖，北美科迪勒拉冰盖退缩，地壳载荷降低导致火山活动增加，火山喷发向海-气系统输送的火山灰为浮游生物提供了大量的营养盐，刺激海洋生物繁殖，过度消耗海水中溶解氧，导致海水含氧量逐渐降低。该研究强调了在相对较短的时间内，地球大气圈、水圈、冰冻圈、岩石圈之间的耦合作用，可以驱动海洋生物地球化学发生重大变化。相关研究成果近期发表于《自然》。

文献来源：Du J, Mix A C, Haley B A, et al. Volcanic trigger of ocean deoxygenation during Cordilleran ice sheet retreat[J]. Nature, 2022, 611(7934): 74-80.

（九）北冰洋加克尔海脊热液活动受超基性岩影响，发现非生物有机合成

加克尔海脊位于西伯利亚和格陵兰之间，横跨北冰洋，是全球扩张速度最慢（约0.7~1.4 厘米/每年）的洋中脊。2001年，科学家首次探测到加克尔海脊上有热液活动，发现了多个不连续的热液区。其中，极光热液系统发现于极光海山，是一个位于残余矿床区域内的活跃海底热液区。近期，美国伍兹霍尔海洋研究所（WHOI）的研究人员基于两个调查航次的海底摄像和侧扫声呐等数据，并结合生物地球化学分析，首次查明了极光热液区的地质特征。研究结果表明，该热液区的喷口区宽度超过100米，远远超过了传统的超慢速洋脊热液喷口的规模。此外，热液羽流表现出超镁铁质影响的特征，具有比典型玄武岩热液系统高得多的溶解CH₄/Mn比值，与慢速洋中脊高温超基性岩影响的热液区特征相似。研究人员认为，深部流体循环可能维持了极光热液区的长期喷发活动，其热液对流单元可以进入到超低速扩张脊体系中异常薄的洋壳下方超基性岩层。这一研究不仅对于理解超慢速洋中脊冷却及全球海洋矿床分布具有指导意义，更重要的是，极光热液系统中观察到了非生物有机合成，对于理解生命起源及寻找地外生命可能具有重要启示。相关研究近期发表于《自然·通讯》。

文献来源：German C R, Reeves E P, Türke A, et al. Volcanically hosted venting with indications of ultramafic influence at Aurora hydrothermal field on Gakkel Ridge[J]. Nature Communications, 2022, 13(1): 1-11.