【信息】海洋科技动态

　　2023年12月19日，美国国务院单方面公布了其200海里以外大陆架界限，总面积达98.77万平方公里，其中在北极海域的面积为52.04万平方公里。2003年起，美国启动其史上最大规模海洋调查，该调查由美国国家海洋和大气管理局（NOAA）和美国地质调查局（USGS）负责执行，其收集和分析的基础数据成为本次外大陆架划界的科学依据。根据《联合国海洋法公约》，一个国家的大陆架界限主张需经联合国大陆架界限委员会审议，但美国尚未批准《公约》，也不打算将其大陆架主张提交审议。美国承认《公约》是“习惯国际法”，强调有权依据国际法保护和管理外大陆架界限内的自然资源和生物栖息地。俄罗斯表示，美主张的北极外大陆架界限不可接受。

　　（二）美国发布东太平洋卡斯卡迪亚陆缘新构造图，支撑海洋资源勘探与科学研究

　　近期，美国俄勒冈地矿局发布美国西海岸卡斯卡迪亚陆缘新构造图。新构造图基于早期版本，集成了自1987年以来USGS、NOAA等近10家机构10余艘调查船的测深、侧扫声纳、岩心、钻井和地震反射资料，整合载人深潜器、ROV观测数据和地质年龄数据编制而成。新构造图是目前卡斯卡迪亚陆缘最完整的综合地图，将有力支撑区域海洋资源勘探与科学研究。

　　（三）英国国家海洋学中心（NOC）启动海藻除碳研究项目，在大西洋加勒比海开展试点

　　近期，NOC联合加勒比地区西印度群岛大学、海洋环境调查咨询企业INES和Seafield公司，启动了加勒比海海藻碳汇评估项目（SeaSINC），并已完成加勒比海地区1000米和4000米水深沉积物和水柱样品采集工作。项目组将于2024年春季在加勒比海试点区深处种植少量马尾藻，并使用监测设备持续记录其周围的环境变化；2025年对种植的马尾藻进行采集，评估其固碳能力。科学家认为，随着海水中二氧化碳的去除，将会有更多大气二氧化碳通过海气交换被海洋吸收，从而缓解气候变化压力。该项目由英国外交、联邦和发展事务部资助，为期3年。

　　（四）俄罗斯调查船完成热带大西洋科考，重点研究洋中脊转换断层

　　2024年1月2日，俄罗斯科学院希尔绍夫海洋研究所“约费院士”号调查船完成热带大西洋科考，返回加里宁格勒港。航次于2023年11月22日启航，沿途采集北大西洋水柱、风浪等海洋物理信息，追踪大型海洋生物群的活动路径。调查船在北纬7—12°之间的大西洋中脊转换断层区开展重点调查，获取了地震、地磁和地形数据，并在16个站位进行了深海地质取样。希尔绍夫海洋研究所自2017年起开展大西洋中脊转换断层研究，已取得其深部构造、沉积机制等方面的新认识，编制了相关区域的地球物理图系。“约费院士”号调查船长117米，总吨位6450，可搭乘117人。

　　（五）韩国将开发基于人工智能的海军水雷探测系统

　　2023年12月14日，韩国韩华系统公司与韩国国防快速采办技术研究所（DRATRI）签署了280亿韩元（约2160万美元）的研发协议，开发一套利用人工智能准确探测复杂海洋环境中水雷的系统，并建立水雷与海底环境信息大数据基础设施。该系统属于韩国新型扫雷舰MSH-II开发项目的一部分，是尖端民用技术应用于军事领域的代表。系统包括“用于舰载识别的自动水雷探测系统”和“用于陆基训练的自动水雷探测系统”两套子系统，开发完成后将进行为期6个月的试验，正式装备后可大幅提升韩国海军的作战能力。

　　（六）珊瑚碳同位素揭示，1825年以来亚南极海水多次向北输入到热带北大西洋

　　大西洋经向翻转环流（AMOC）在控制北大西洋向北的热输送及向深海的碳储存等两方面都发挥着重要作用，但目前研究主要集中于北大西洋，南大西洋过程对AMOC的影响仍知之甚少。法国巴黎萨克雷大学的学者利用来自于加勒比海马提尼克岛的珊瑚化石，通过碳氧同位素分析揭示了1825年以来南大西洋洋流对于热带北大西洋的影响。研究发现，自1885年开始，珊瑚碳同位素（∆¹⁴C）出现多次十年尺度的低值事件，尤其最后一次（1956—1969年）与南大西洋出现的大范围∆¹⁴C低值事件相吻合，这被认为与加勒比洋流传输速度大幅减慢有关。学者认为，研究区十年尺度上∆¹⁴C低值事件是由于具有低∆¹⁴C信号的亚南极水向北进入热带大西洋造成，很可能受1880年以来AMOC的变化驱动。相关成果近期发表于《科学·进展》（Science Advance）。

　　珊瑚∆¹⁴C：珊瑚碳同位素（¹⁴C/¹²C）记录了其生长过程中海水溶解无机碳的同位素信号，∆表示相对于1950年标准值的偏差，常作为过去海洋环流的示踪剂。

　　文献来源：Paterne M, Druffel E R M, Guilderson T P, et al. Pulses of South Atlantic water into the tropical North Atlantic since 1825 from coral isotopes[J]. Science Advances, 2023, 9(50): eadi1687.

　　（七）重建全新世西格陵兰海峡巨石崩塌记录，可为北极地质灾害风险评估提供参考

　　近年来，格陵兰岛及阿拉斯加等北极地区发生多起由沿岸岩石崩塌引发的海啸。丹麦和格陵兰地质调查局基于地震数据并结合新型数值模型，探讨了末次冰消期（约1.8万年）以来格陵兰岛西部瓦伊加特海峡大型岩石崩塌事件及其影响。结果表明，在阶段发生了9次大型岩石崩塌事件，其中最大的3次崩塌造成的峡湾内沉积物堆积厚度达300米，向海推进距离达19公里，估计碎屑体积达1.7～8.4立方公里。尽管峡湾内沉积物的年龄无法精准厘定，但主要的岩石崩塌活动可追溯到全新世早期。在当前全球气候变暖的背景下，预计未来北极地区岩石崩塌风险会持续上升。该研究强调在进行地质灾害预测时，需考虑近期地质历史时期发生的灾害记录，相关研究近期发表于《地质学》（Geology）。

　　文献来源：Svennevig K, Owen M J, Citterio M, et al. Holocene gigascale rock avalanches in Vaigat strait, West Greenland—Implications for geohazard[J]. Geology, 2023.

　　（八）红海裂谷广泛分布热液喷口，含有微生物成因的铁化合物，对地球早期生命演化具有启示意义

　　几十年来，对于红海裂谷的热液活动仅通过研究含金属的沉积物和热卤水进行推断，从未直接观测到热液排放，因此对这个年轻洋盆环境下海底热液活动及极端环境生命演化的了解存在较大不足。阿卜杜拉国王科技大学的学者通过水下观测，在红海裂谷的哈蒂巴蒙斯火山发现了大范围分布的热液喷口，并通过海底测绘、原位分析及取样对该热液喷口群进行了详细的地质环境调查。研究显示，活跃的热液喷口区周围分布了大量的铁氢氧化合物堆积体，且承载了丰富的微生物群落，其规模比目前已知的所有（超）慢速扩张洋中脊热液喷口区都要大。学者认为，受强烈断层活动影响，且一般热液喷口特有大型的生物缺乏，这两个因素可能共同导致了该喷口区微生物占主导地位，并形成了富金属化合物堆积体。由于红海地层水的温、盐度更接近于前寒武纪海洋环境，其微生物群落研究将对于理解地球演化早期生命起源具有重要意义。相关文章近期发表于《通讯·地球与环境》（Communication earth & environment）。

　　文献来源：van der Zwan, F.M., Augustin, N., Petersen, S. et al. Widespread diffuse venting and large microbial iron-mounds in the Red Sea. Commun Earth Environ 4, 496 (2023).

　　（九）同位素研究揭示，西南印度洋康拉德隆起形成晚期的岩浆活动始于始新世中期

　　康拉德隆起（CR）位于南极洲和西南印度洋中脊（SWIR）之间，是印度洋研究程度较低的海底大型火成岩省（LIP）之一，前人基于海底古地磁记录认为其形成于晚白垩世。日本川崎专修大学工商管理学院的学者应用地球化学和地质年代学数据，重新探讨康拉德隆起的形成时间，发现其顶部海山的形成时间约为40Ma，北部小海山的形成时间为8.5Ma。这表明该隆起晚期的火山活动发生于始新世中期至中新世晚期，晚于以前的推断。此外，同位素分析表明，康拉德隆起的熔岩由印度洋其他熔岩中的共同地幔成分、陆壳下地壳残余物和亏损地幔三部分组成。据此，该研究认为康拉德隆起形成晚期的火山活动，可能是由区域板块重组引起非洲超级地幔柱释放的小地幔柱引发的。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：Sato, H., Machida, S., Meyzen, C. M., Ishizuka, O., Senda, R., Bizimis, M., et al. (2024). The Conrad Rise revisited: Eocene to Miocene volcanism and its implications for magma sources and tectonic development. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 129, e2023JB027380.

　　（十）三维数值模拟发现，地幔拖拽作用是控制俯冲带系统动力变化的关键因素

　　地幔对流和岩石圈相互作用导致了地表板块运动。在俯冲带区域，地幔对流引起的拖拽作用对俯冲的动力变化和上覆板块的变形机制有潜在影响，但具体影响机制目前还不清楚。法国国家科学研究中心的学者使用三维数值模拟，通过改变地幔流方向和速度分析地幔拖拽作用对俯冲带系统的影响。模拟结果表明，当地幔流朝着上覆板块流动时，上覆板块的变形速率更快，且变形速率随着地幔流动速度的增加而线性增加。当俯冲板块到达上下地幔的不连续面时，引起俯冲系统的动力平衡变化，导致板块俯冲速度和上覆板块变形速率下降。据此，可推断地幔的拖拽作用是控制俯冲系统动力变化和上覆板块变形机制的关键因素。相关成果发表于《大地构造学》（Tectonics）。

　　文献来源：Geffroy, T., Guillaume, B., Simoes, M., Replumaz, A., Lacassin, R., Husson, L., & Kermarrec, J. J. (2023). Role of mantle drag on the tectonics of subduction zones: Insights from laboratory models. Tectonics, 42, e2023TC008018.