【信息】海洋科技动态

　　2023年11月7—17日，美国地质调查局（USGS）、国家海洋和大气管理局（NOAA）、海洋能源管理局的科学团队搭乘“鹦鹉螺号”调查船从夏威夷檀香山出发，调查夏威夷南部美国专属经济区内海域。该航次是美国推进绘制海底地图工作的一部分。调查将首次测量该海域海底地形地貌，部署深海自主剖面仪采集影像和环境DNA等数据，以全面掌握该海域的深水环境特征。“鹦鹉螺号”调查船长68米，总吨位1249，可搭载17名船员和33名科学家。

　　（二）英国着手改造南极罗瑟拉科考站，推进南极科考设施现代化

　　11月27日，基于英国南极基础设施现代化计划（AIMP），英国工程师开始对南极罗瑟拉科考站进行改造，打造成现代化的南极研究中心。科学家已完成对南极基础设施的施工前环境基线调查，并协同AIMP工程团队制定了科学施工方案。本个南极夏季将有超过100名建筑专家参与罗瑟拉科考站改造，计划完成飞机跑道重新铺设，推进“探索大楼”的建设施工，完工大部分建筑的电气安装。

　　（三）英国调查船启航南极，研究南极生态系统对全球营养物质循环的影响

　　11月20日，英国南极调查局领导的国际研究团队搭乘“大卫·阿滕伯勒爵士”号极地调查船启航前往南极，将利用水下机器人（AVU）获取漂浮冰盖下水文学和水深数据，同时部署3个自主水下滑翔机，在未来几个月内进行大范围的冰下观测。该航次将在南极海域停留10天，是英国南极调查局Biopole项目的一部分。该项目总经费900万英镑，旨在量化地球系统和人类对极地营养物质的依赖程度，了解气候变化对极地营养物质供应的影响，及其在全球营养物和碳循环中的作用。“大卫·阿滕伯勒爵士”调查船为英国自然环境研究委员会所有，英国南极调查局负责运营，长125米，宽24米，总吨15000，自持力60天，可载28名船员和60名科考队员。

　　（四）俄罗斯调查船完成北大西洋浮游生物调查，有助于渔业资源评估

　　11月24日，俄罗斯“约费院士号”调查船完成为期28天的北大西洋浮游生物调查。调查船沿经线从31°N航行至11°N，通过穿越不同生物生产力海域，加深了解生产力对浮游生物的影响。由于200～1500米水深的浮游生物大部分在夜间上升到表面，白天下沉深处，因此多个站位分日夜采样，以评估迁徙生物量的循环变化及对碳循环的影响。该航次旨在评估大西洋不同浮游生物类群的储量，特别是浮游虾的生物量，以便进一步开展科学研究和渔业资源评估。“约费院士号”调查船长117米，总吨位6450，可搭乘117人。

　　（五）能源咨询公司Xodus发布报告称，到2050年大西洋北海将需要100个碳封存地点，才能满足净零排放目标

　　11月23日，Xodus公司发布《预测到2050年北海碳捕集、利用和封存（CCUS）基础设施》报告，评估了不同CCUS项目的成本效率和可行性，预测2050年欧洲CCUS行业的成熟度。根据对560个潜在碳封存地点、现有北海天然气管道和基础设施的调查和分析结果，报告认为未来10年几乎所有的欧洲CCUS项目将立足于北海开展。到2050年，注入北海的二氧化碳量将相当于从北海盆地中开采的天然气量，因此需要约100个适合实施碳封存的储层、超过7500公里的输送管道，以及数十个陆上碳捕集站，总碳封存能力将保持500兆吨/年。预计到本世纪末，欧洲将有8个CCUS项目运营。该报告还指出，目前北海有50%~70%的基础设施可重复利用于碳封存项目，在带来环境效益的同时也节约经济成本。

　　（六）浅海沉积岩心的钼同位素分析表明，三叠纪末局部海洋缺氧或是生物大灭绝的重要背景

　　2.01亿年前的三叠纪末期发生了严重的生物灭绝事件。伦敦大学的学者收集北爱尔兰、德国西部和北部的浅海相沉积物岩心，通过分析岩心钼含量和同位素组成，重建三叠纪末期全球-局部海洋的氧化还原条件。分析认为，三叠纪末期严重的海洋缺氧主要局限于边缘海环境，对浅海生物灭绝产生了重要影响，全球生物多样性和生态系统稳定性亦受到局部缺氧条件的影响。该研究提供了生物灭绝事件的新认识，即使只是边缘海局部环境受到干扰，全球海洋生态系统也会因此变得脆弱，这一结论为了解现代生态系统稳定性提供了重要参考。成果发表于《自然·地球科学》（Nature Geosciences）。

　　文献来源：Bond A D, Dickson A J, Ruhl M, et al. Globally limited but severe shallow-shelf euxinia during the end-Triassic extinction[J]. Nature Geoscience, 2023: 1-7.

　　（七）多波束和磁力数据联合研究揭示，岩浆活动从西向东迁移，导致了地中海第勒尼安海弧后盆地不对称扩张

　　弧后盆地是形成于火山弧后侧的扩张盆地，反映了汇聚板块边缘的伸展过程和火山活动，是俯冲带系统中的重要构造单元。位于地中海第勒尼安海的瓦维洛夫盆地形成于上新世，是属于亚平宁-第勒尼安海俯冲系统的弧后盆地，其中的瓦维洛夫海山是该盆地最后岩浆活动的产物。意大利国家地球物理和火山研究所的学者基于多波束和磁力数据，对瓦维洛夫海山进行成像分析，发现该海山的岩浆系统由2.5~1.9Ma形成的岩墙和0.78Ma至今形成的岩浆储层组成，是弧后扩张脊中部和东部的岩浆活动来源。随着时间推移，岩浆活动从西向东迁移，促使该盆地向东不对称张开，也导致了瓦维洛夫海山的不对称形态。相关成果发表于《地球物理研究快报》（Geophysical Research Letters）。

　　文献来源：Cocchi, L., Muccini, F., Palmiotto, C., & Ventura, G. (2023). Imaging the plumbing system of the asymmetric Vavilov spreading ridge (Tyrrhenian Sea back-arc basin) from combined bathymetry and magnetic data. Geophysical Research Letters, 50, e2023GL105196.

　　（八）新西兰北部地壳较厚，可能导致板块俯冲角度变浅

　　在俯冲带系统中，俯冲板片的地壳厚度对俯冲区域的应力结构有着重要影响。希库朗伊（Hikurangi）海底高原位于新西兰北岛东部海域，正在向新西兰北岛下方俯冲，但是目前科学家对该海底高原结构的认识及其对俯冲过程的影响目前尚不清楚。新西兰地理科学研究院的学者分析多道地震数据，在研究区发现了5座大型海山，沉积物厚度由南向北逐步减小；地壳厚度在南部约11 km，但在北部仅3~4 km。结合重力数据分析，研究认为该海底高原的地壳厚度变化反映了岩石圈伸展与地壳张裂的空间变异性，可能导致希库朗伊板块的俯冲角度变浅，并在板块边缘形成了逆冲构造。相关成果发表于《地球物理研究快报》（Geophysical Research Letters）。

　　文献来源：Bassett, D., Fujie, G., Kodaira, S., Arai, R., Yamamoto, Y., Henrys, S., et al. (2023). Heterogeneous crustal structure of the Hikurangi Plateau revealed by SHIRE seismic data: Origin and implications for plate boundary tectonics. Geophysical Research Letters, 50, e2023GL105674.  

　　（九）海底火山喷发引发密度流，严重影响海底生态系统及环境

　　全球约3/4的火山喷发于海底，往往缺乏海底火山喷发前和喷发后特征及影响的详细记录。新西兰国家水资源与大气研究所的学者对比了汤加海底火山喷发前（2015年—2017年）及喷发后（2022年4月—7月）的海洋数据记录，评估了大规模海底火山喷发对海洋环境的影响。研究表明，此次海底火山喷发造成约10平方公里的海底物质再沉积，其中大部分由火山喷发引起的海底密度流搬运至距离火山口约20公里范围内的区域。这些海底密度流破坏了超100公里长的海底电缆，造成海底生物大量死亡，仅部分生物群落因受区域地形的保护得以幸存。研究强调，在大规模火山喷发后，以前未被关注的海底“避难所”（如海山提供物理屏障）可能为长期生态系统的自动修复发挥关键作用。相关研究近期发表于《Nature Communications》（自然·通讯）。

　　文献来源：Seabrook, S., Mackay, K., Watson, S.J. et al. Volcaniclastic density currents explain widespread and diverse seafloor impacts of the 2022 Hunga Volcano eruption. Nat Commun 14, 7881 (2023).

　　（十）百年时间尺度上，生物成因的碳封存过程可发生在海洋水柱的任何深度

　　海洋生物泵指通过一系列生物活动将碳从大气传输到海洋深层的过程，该过程对于海洋固碳与储碳至关重要。然而，传统观点认为长时间尺度上生物成因的碳封存仅发生在1000米以深的深海，而对浅海区域的碳封存贡献仍知之甚少。法国索邦大学的学者基于已公开发表的海洋有机碳通量估计值并结合数值模型，提出了新的生物泵碳通量估算方法，评估了全球范围内海洋不同深度的生物泵的碳封存通量。研究表明，在百年时间尺度上，各种生物泵途径的共同作用下，不同深度的生物固碳通量为0.9~2.6 PgC/yr（PgC为10亿吨碳），比前人基于深海的估计值高出6倍。这一结果强调，生物碳封存可以发生在海洋的任何深度，且传统计算方法可能显著低估了百年时间尺度上海洋生物的碳封存通量。相关研究近期发表于《Nature Geoscience》（自然·地球科学）。

　　文献来源：Ricour, F., Guidi, L., Gehlen, M. et al. Century-scale carbon sequestration flux throughout the ocean by the biological pump. Nat. Geosci. (2023).