【信息】海洋科技动态

　　2023年11月30日，第28届联合国气候大会（COP 28）在阿联酋迪拜开幕，198个缔约方共7万多名代表参会，是有史以来规模最大的缔约方会议。大会首日，各国达成协议，支持建立“损失和损害基金”支持易受气候变化影响的发展中国家。会议期间，联合国世界气象组织发布《全球气候状况临时报告》和《2011—2020年全球气候》两份报告。会议后续将讨论逐步淘汰或减少使用化石燃料、建立适应气候影响的能力等重要议题。会议于12月12日结束。

　　（二）“决心号”执行IODP 401航次，重建中新世晚期至上新世早期地中海-大西洋的海水交换历史

　　2023年12月10日，美国“决心号”大洋钻探船从荷兰阿姆斯特丹港起航，赴直布罗陀海峡执行IODP 401 航次，旨在重建中新世晚期至上新世早期地中海与大西洋海水交换的完整记录。本航次计划在直布罗陀海峡东西两侧海域3个站位取心，钻探水深558~1638米，计划钻深930~1700米。自美、日、英等11个国家共27名科学家参与船上研究，含中国地质大学（武汉）柳加波教授（古地磁）和海洋二所殷绍如博士（岩心物理性质）。航次计划于2024年2月9日结束，“决心号”将停靠意大利那不勒斯港。

　　（三）德国“极星号”调查船启航前往南极东部，开展冰盖演化历史调查

　　11月28日，德国“极星号”调查船从南非开普敦港起航，赴南极东部海域开展冰盖调查。该航次由德国亥姆霍次海洋研究中心（GEOMAR）和基尔大学共同领导，阿尔弗雷德·魏格纳海洋极地研究中心参与。“极星号”计划沿两条测线进行系统测量和采样，围绕东南极冰盖不稳定历史、区域海洋环流作用、东南极大陆架和大陆坡的冰川结构等开展研究。航次将于2024年2月结束，停靠澳大利亚霍巴特港。

　　（四）德国主办天然气水合物模拟模型研讨会，预计新模型可能影响全球碳和甲烷资源评估

　　11月27—29日，德国不来梅大学海洋环境科学中心（MARUM）和地球科学系主办天然气水合物模拟模型研讨会，邀请德国、法国、美国、英国、丹麦和比利时等国青年学者参与。MARUM开发了一种模拟海底天然气水合物动力学过程的新模型，通过该模型分析认为天然气水合物系统在地质时间尺度上，不一定从形成开始最终收敛到稳定状态，而是表现出复杂的循环行为。这一结论与经典假设的情况相反，也许能够帮助准确评估海底沉积物和永久冻土中的碳储量，可能对全球碳和甲烷资源评估有重要影响。

　　（五）日本联合印尼进行碳封存测试，推动建设亚洲碳捕获、利用与封存网络

　　12月7日，日本金属与能源安全组织（JOGMEC）、日本石油勘探有限公司（JAPEX）联合印尼国家石油公司（Pertamina）在印度尼西亚沿海Sukowati油田开展二氧化碳注入试验，评估通过注入二氧化碳来提高油气采收率的可行性，验证二氧化碳地质封存效果，推进该油田开展商业化碳封存进程。这是继2022年双方在印尼Jatibarang油田首次成功实施二氧化碳注入试验之后的第二次试验。日本政府正在大力倡导亚洲零排放共同体概念和亚洲能源转型倡议，推动亚洲地区碳捕获、利用与封存网络建设。

　　（六）板块俯冲过程中，海山会使板块间摩擦力增大，引发周期性大地震

　　海山通常由坚硬的火成岩组成，当海山随俯冲板块进入地球内部时，俯冲板块和上覆板块之间的摩擦力如何变化仍不清楚。主流观点认为，海山在俯冲过程中会发生滑移，不会引发地震，对俯冲过程的影响较小。美国孟菲斯大学的学者利用日本南部海沟地震数据建立模型，模拟海山在俯冲过程中的行为。结果表明，在海山较多、板块粗糙度较高的情况下，海山在俯冲过程中会阻止自身和周围区域滑动，导致应力累积，直到发生大地震。这种行为还导致海山破裂，并由此产生周期性大地震。该研究为日本南部海沟记录的一系列古地震事件的发生机制提供了合理解释，反驳了前人认为海山粗糙程度较弱的假设。相关成果发表于《地球物理研究杂志：固体地球》（Journal of Geophysical Research: Solid Earth）。

　　文献来源：Lee, S., Choi, E., & Scholz, C. H. (2023). Do subducted seamounts act as weak asperities? Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 128, e2023JB027551.

　　（七）显生宙以来的地表景观变化显著，推动生物多样性演化

　　生物多样性由气候和构造等多种因素共同决定。显生宙以来，大陆植物物种数量持续增加，而海洋动物物种数量却随着时间推移而起伏不定，目前的研究结论还不能为这些生物演化提供统一的理论解释。澳大利亚悉尼大学的学者将气候和板块构造模型结合，以数值模拟方式重建显生宙以来地表景观的演化，然后将其与海洋动物和陆地植物的多样性数据进行比较。研究结果表明，地表景观的变化对生物多样性有着重要影响。在陆地，随着地表覆盖沉积物不断增厚，极大地促进了植物的多样性发展。在海洋，河流带来的沉积物为海洋初级生产者提供了丰富营养，促进了动物多样性发展。该研究首次提出了地表景观变化在生物多样性演化中的重要作用，相关成果发表于《自然》（Nature）。

　　文献来源：Tristan Salles et al, Landscape dynamics and the Phanerozoic diversification of the biosphere, Nature (2023).

　　（八）分析浮游生物的古地理分布，揭示冰期气候变化的区域差异性，对气候模型评估具有重要意义

　　末次盛冰期（LGM，23—19 ka）是距今最近的极寒冷期，气候状态与今天差异显著，两者比较为评估不同条件下气候模型的准确性提供了关键案例。德国不莱梅大学的学者基于生物群落间的相似性与温度条件之间存在相关关系的生态学原理，整合了全球海洋647个站位的浮游有孔虫组合，对末次盛冰期的气候模型进行了评估。研究表明，模拟得出的末次盛冰期温度变化无法解释当时海洋浮游有孔虫的生态分布。这种不一致来源于模拟结果指示末次盛冰期全球各地均匀降温，而浮游有孔虫组合则揭示北大西洋降温更显著，后者与大西洋翻转环流的减弱有关。此研究强调，在气候模拟中需考虑气候变化的空间差异性。相关研究近期发表于《自然·地球科学》（Nature Geoscience）。

　　文献来源：Jonkers, L., Laepple, T., Rillo, M.C. et al. Strong temperature gradients in the ice age North Atlantic Ocean revealed by plankton biogeography. Nat. Geosci. 16, 1114–1119 (2023).

　　（九）在气候变暖前景下，甲烷可从水合物稳定区底部长距离迁移并释放

　　天然气水合物是甲烷分子和水分子组成的冰状固体物质，在水深大于450—700m的大陆边缘海底沉积物中可稳定存在。当大陆边缘的压力和温度发生改变时，边界区的天然气水合物会首先分解并释放甲烷。然而，深层水合物的分解对全球碳循环的影响仍然存在争议。英国纽卡斯尔大学的学者分析三维地震数据，探讨了非洲毛里塔尼亚边缘深层水合物分解及甲烷释放过程。结果表明，在研究区，甲烷可迁移到水合物稳定带底部以下至少40公里处，并通过大陆架断裂带形成的麻坑群在海底表面释放。科学家推测这一过程主要发生于较温暖的间冰期。该研究强调，在适当的条件下，储存在深部储层的天然气水合物有96.5%依然可以释放甲烷至海底表面，因而在未来全球变暖前景下，深部储层水合物对全球碳循环的贡献不应忽略。相关研究近期发表于《自然-地球科学》（Nature Geoscience）。

　　文献来源：Davies, R.J., Yang, J., Ireland, M.T. et al. Long-distance migration and venting of methane from the base of the hydrate stability zone. Nat. Geosci. (2023).

　　（十）二叠纪-三叠纪大灭绝事件阶段，海洋浮游生物大爆发，形成深海富有机质沉积

　　二叠纪-三叠纪灭绝事件（PTME）是发生在距今2.5亿年的一个大规模物种灭绝事件，其重要地质特征之一是有机碳和无机碳同位素发生显著偏移。已有碳循环模型推测，碳同位素的异常变化是生物生产力大幅提升的结果，然而事实上PTME阶段陆架区域并未广泛出现富含有机碳的沉积记录。加拿大地质调查局的学者基于新西兰罕见出露的PEME阶段深海平原剖面，对其富有机碳层进行了地球化学分析。研究表明，该富有机质沉积物主要由单细浮游植物组成，是藻类大量繁殖时的产物，在海洋中以“雪花”的形式沉降堆积在海底。结合模拟结果，科学家认为在PETM阶段，西伯利亚大型火成岩省发生喷发释放了大量火山灰。沉降---在开阔大洋的火山灰为浮游生物提供了大量其必需的磷和铁元素，促使海洋生物快速繁殖，最终导致有机质颗粒在深海环境中大量沉降并埋藏。相关研究近期发表于《地质学》（Geology）。

　　文献来源：Stephen E. Grasby, Omid H. Ardakani, Xiaojun Liu, David P.G. Bond, Paul B. Wignall, Lorna J. Strachan; Marine snowstorm during the Permian−Triassic mass extinction. Geology 2023.