【信息】海洋科技动态

　　美国政府近日发布了2024财年预算，其中，美国地调局（USGS）获17.86亿美元，较去年增加2.9亿美元，美国国家海洋和大气管理局（NOAA）获68亿美元，较去年增加4.5美元。

　　2024财年预算要求，USGS继续加强土地和自然资源管理、应急灾害预防和关键矿产研究，以支持美国经济增长。USGS的预算计划重点支持4个方向：1.关注陆地野火和干旱问题；2.推进高性能计算机对火山、地震、山体滑坡、海啸等复杂场景的建模能力，应用到灾害预防与快速响应中；3.继续运营Landsat系列监控卫星，并研发新一代土地与自然灾害监测卫星；4.建立和维护关于水文、火山、野生动物、海洋等基础观测设施。

　　NOAA的预算侧重于5个方面：1.加强气候产品服务，支持政府制定应对气候变化的政策；2.保障经济发展，特别是支持渔业、航运业、可再生能源和旅游等海洋产业；3.促进科学传播，创造和扩大就业机会；4.提高卫星系统观测能力和数据挖掘水平；5.确保基础观测设施的安全稳定运行。NOAA表示，将通过创新和合作支持国家经济的可持续增长。

　　（二）国际海底管理局（ISA）召开第28届法律和技术委员会会议、理事会会议

　　ISA法律和技术委员会（LTC）第28届会议第一次会议于3月7日至15日在牙买加召开。会议讨论了勘探合同的现状及勘探计划、培训计划的执行情况，以及放弃的多金属硫化物和富钴结壳区块。此外，LTC 还审查了2022—2026年数据管理战略，继续制定资源开发法规和环境管理计划。

　　3月16日，ISA理事会第28届会议第一次会议召开，审议了LTC提交的《“区域”内矿产资源开发规章（草案）》和工作报告等。本次会议是在联合国刚刚通过《公海条约》的背景下召开，因而备受关注。ISA表示将加强深海环境保护，促进技术转移，推动采矿法谈判等工作。

　　（三）美国海军发展METOC系统，旨在提供更准确的海气环境信息

　　美国海军近日宣布，将继续开发并完善METOC无人系统，提供气象学、海洋学和空间环境信息，加强全球海洋战略的环境态势感知。目前，空、海数据由自主航行器（ASV）采集，依靠风能或太阳能驱动；水下数据由AUV采集。近期，METOC系统采用了一种新型AUV，可携带多种传感器，续航里程达2200公里，最大潜深6000米。此外，METOC还计划整合采集数据与卫星观测数据，为海军提供更准确及时的海洋环境信息。

　　（四）NOAA调查船启航冰岛，探索气候变化对海洋环流的影响

　　罗纳德·H布朗号科考船近日出发前往冰岛北部海域，开展水文学调查，并部署18个Argo浮标。该航次属于全球船舶水文调查计划（GO-SHIP），旨在调查海洋变暖如何影响环流系统及全球气候。布朗号长84 m，自持力达60天，配备了多波束测深、声学多普勒剖面仪等设备。GO-SHIP是测试和校准海洋观测技术的关键平台，每10年重复进行一次全球水文观测，以了解海洋的健康状况及长期变化趋势。

　　（五）比利时3家公司联合研发模块化海上浮式太阳能技术

　　比利时3家公司联合推出一项新型海上浮式太阳能发电技术，计划于今年夏天启动新技术平台的建设。该技术采用了模块化设计，具有适应海上恶劣环境、易安装和迁移、可定点投放等优点。近年来，比利时大力支持海上风电、海上太阳能发电与海洋牧场协同发展，以提升海洋空间的利用效率，促进清洁能源开发与蓝色经济发展。

　　（六）中白垩世赤道大西洋海道开启，导致洋盆碳封存减少，促进了极端温室气候

　　白垩纪中期（约120-90 Ma），位于中、南大西洋海盆之间的赤道大西洋海道（EAG）开启，极大地改变了全球海洋环流模式，对深海氧化还原条件、全球碳循环及气候演化产生了深远影响。目前，EAG开启初期的演化过程及其气候效应仍然知之甚少。德国法兰克福大学学者基于DSDP在南大西洋获取的岩心沉积物，分析了海水钕同位素、地球化学及微体古生物学，探讨中白垩世（113-107 Ma）穿越EAG的浅层水团（<500 m）、中层水团（<~1000 m）及深层水团（>2000 m）之间发生交换的开始时间和机制。研究发现，由于EAG的开启，南、北大西洋和古特提斯洋盆之间加强了深层水互通，从而导致底层水氧化作用增强，海底有机碳储存减少。本项研究认为，EAG开启导致了深海碳封存减少，且此时岩浆活动增强释放了大量温室气体，两者共同作为全球变暖的放大机制，最终导致白垩纪中期温室效应达到峰值。相关研究近期发表于《Geology》（地质学）。

　　文献来源：Wolf Dummann, Peter Hofmann, Jens O. Herrle, Martin Frank, Thomas Wagner; The early opening of the Equatorial Atlantic gateway and the evolution of Cretaceous peak warming. Geology 2023.

　　（七）利用生物磷灰石U-Pb定年法，确定深海稀土的富集时间

　　深海稀土的形成被认为与鱼类残骸的埋藏有密切联系。学者基于ODP大西洋航次的岩心沉积物，进行了生物成因磷灰石（如鱼牙化石）U-Pb定年分析，并与已有年代框架进行了对比，发现两者一致，表明磷灰石U-Pb年代学可以作为富稀土沉积物的有效定年手段，尤其可应用于海洋碳酸盐补偿深度（CCD）以下的沉积层。分析结果揭示，鱼牙中的稀土元素与U元素含量表现出正相关，两者很可能是同时进入到磷灰石的矿物晶格中，使U-Pb同位素体系可以有效记录稀土元素的矿化时间。这一发现为深海稀土的富集时间及富集规律研究揭示提供了新视角，对稀土成矿理论及资源勘探具有指导意义。相关研究发表于《Geology》（地质学）。

　　文献来源：Dengfeng Li, Jinzhou Peng, David Chew, Yongjia Liang, Pete Hollings, Yu Fu, Yanhui Dong, Xiaoming Sun; Dating rare earth element enrichment in deep-sea sediments using U-Pb geochronology of bioapatite. Geology 2023.

　　（八）基于地磁数据建立地幔导电率模型，揭示古地幔柱残留痕迹

　　地幔柱起源于地球核幔边界（CMB），是由深部地幔热对流形成的一股上升的圆柱状塑性流体，在地表形成大火成岩省（LIP），因此，LIP是获取地幔柱活动信息的重要窗口。然而，在地球漫长演化过程中，许多LIP已经消失，难以获知下部曾经存在过的地幔柱信息。学者利用北亚地区16个观测站公开的地磁数据，基于新的解析方法将地磁数据转化为三维电导率模型，可反映250~1600公里深地幔电导率变化。模型显示，北亚地区地幔中存在3个明显的高导电率异常位置，呈串珠状排列，东西延伸约1600公里，南北延伸约1000公里。与地震波速度模型对比发现，这一串珠状高导电率异常起源于西伯利亚下方的地震波低速异常区，表明其可能是地史上地幔柱的残留痕迹，而该地幔柱很可能导致了二叠纪晚期西伯利亚大火成岩省的形成。该研究推进了地幔柱理论，对重建地球岩浆历史有重要参考意义，近期发表于《Nature Communications》（自然·通讯）。

　　文献来源：Li, S., Li, Y., Zhang, Y. et al. Remnant of the late Permian superplume that generated the Siberian Traps inferred from geomagnetic data. Nat Commun 14, 1311 (2023).

　　（九）基于地磁数据的数值模拟，揭示下地幔热流对地球磁场的影响

　　地球磁场产生于地核中熔融体的流动，地核与地慢之间的热相互作用提供了维持磁场的能量，这种热相互作用在核慢边界分布不均匀，对磁场的影响目前尚不明确。英国利兹大学学者建立了下地幔热流数值模拟模型，向模型中的核幔边界施加强烈的热流横向变化，以此研究地幔对地核热流动的影响。研究人员基于跨越数万年的观测数据，成功地在模型中再现了地球现代磁场的形态和长期变化，并推断出地核顶部的大尺度热流动结构。模拟结果表明，地核与地幔热相互作用导致的反向磁通量块出现在赤道区域，而不是其他同类研究认为的高纬度区域。该研究进一步发现，地幔对地核的影响导致低纬度地区的地磁场出现持续的非纬向结构，并且在地磁场的长期变化中，各半球的地磁差值异常高。相关成果发表于《Nature Geoscience》（自然·地球科学）。

　　文献来源：Mound, J.E., Davies, C.J. Longitudinal structure of Earth’s magnetic field controlled by lower mantle heat flow. Nat. Geosci. (2023).

　　（十）精确测定45亿年前星子陨石含水量，推测地球上的水可能来自未熔融陨石

　　水体占地球表面的71%，如此大量的水在何时以何种方式达到地球仍是未知。星子理论认为，太阳系行星是由微小尘埃颗粒经由不断碰撞和黏合形成，这种微小尘埃颗粒称为星子（Planetesimal）。星子经历了和行星发育早期相似的熔融分化过程，其物质成分可能代表和决定了行星的物质组成。美国马里兰大学和伍兹霍尔海洋研究所的学者收集了7颗星子陨石，这些陨石形成于45亿年前，在太空长期漂浮后再坠落到地球。高精度测试显示，水只占到星子陨石质量的百万分之二，远低于普通陨石（未经历熔融分化过程的陨石）高达20%的含水量，这也是迄今为止测到的地外物质最低含水量。科学家认为，星子陨石在熔融分化过程中发生放射性元素衰变释热，导致内部几乎所有水分流失。由此推测，目前地球上如此大量的水难以来源于星子，很可能是通过未熔融陨石输送到地球。该研究的难点在于精确测定物质尤其是地外物质的原始含水量，结论对地球水的起源研究有重要启发。相关成果发表于《Nature》（自然）。

　　文献来源：Newcombe M E, Nielsen S G, Peterson L D, et al. Degassing of early-formed planetesimals restricted water delivery to Earth[J]. Nature, 2023: 1-4.

广州海洋局海洋战略研究所（转载请注明出处）