2024年03月16日 星期六

【信息】海洋科技动态

发布时间:2024-02-28
  (一)美国国土安全部(DHS)拨款4600万美元,建设北极国土安全卓越中心
  2024年1月11日,美国DHS科学技术局宣布由美国阿拉斯加大学安克雷奇分校牵头,成立北极国土安全卓越中心(ADAC-ARCTIC),并将在10年内为其提供4600万美元资金。该中心将通过4个方面推进美国在北极的国土安全能力:1. 提高全域态势感知能力;2. 研判北极风险和潜在影响;3. 提升北极环境适应和恢复能力;4. 加强国土安全内部合作。2014年,美国阿拉斯加大学在DHS的资助下牵头成立北极领域意识中心(ADAC),旨在加强北极科学研究,开发相关教育产品,提高美国学生对北极的领域意识。目前ADAC已完成其资助周期,ADAC-ARCTIC是其延续项目。
  (二)美国能源部提供130万美元,支持海洋能关键技术研发
  2024年1月,美国能源部(DOE)“测试专业知识和获取海洋能研究”计划(TEAMER)批准为10个海洋能技术研发项目资助130万美元,支持海洋能关键技术研发。这些项目主要集中在波浪能和潮汐能转换器研发和流体力学实验建模等方面,承担单位包括夏威夷大学马诺阿分校、兰卡斯特大学以及一些中小型企业。
  (三)加拿大与西班牙共建南极海洋观测站,这是加拿大首次将海洋观测拓展到本国管辖海域以外
  近期,加拿大国家海洋网络组织(ONC)宣布将与西班牙国家研究委员会(CSIC)合作,依托西班牙的1个南极科考站,建立并运营一个海洋观测站。观测站的部分设备正由西班牙极地调查船“赫斯佩里得斯”号(Hesperides R/V)向南极运输中,计划在1月底到达西班牙南极科考站后,部署在一个名为“约翰逊码头”(Johnsons Dock)的小海湾中水深23米处。观测站的设备包括一台温盐深仪(CTD)和其它传感器,用于监测海水中的氧浓度和光学特性,包括浊度和叶绿素-a等,并重点监测冰川融化的淡水与海水交汇处的海水质量。这是ONC首次将海洋观测范围拓展到加拿大管辖海域以外,观测站运营后可以全年实时获取数据,提高两国的南极和南大洋研究质量。
  (四)日本计划到2030年实现水下无人机(AUV)国产化,鼓励企业进入市场
  2023年12月底,日本内阁综合海洋政策推进事务局发布《自主无人潜航器(AUV)的社会实施战略》,提出要由政府主导推进AUV等水下无人设备研发,到2030年实现国产化生产。该战略强调了AUV参与各种海洋活动的重要性,介绍了3种不同作业深度和用途的AUV技术发展策略,提出将向社会开放AUV导航控制和通信等相关技术,鼓励企业进入市场,以加快实现AUV国产化进程。
  (五)澳大利亚破冰船再次在南极海域发现巨型海底峡谷
  近期,澳大利亚“努伊娜”号破冰船(RSV Nuyina)在赴南极凯西科考站途中发现一巨型海底峡谷,这是该船近两年在南极海域发现的第二个巨型海底峡谷。历经15小时的多波束测量,“努伊娜”号确认该峡谷位于亚当斯冰川70公里外,深约2100米,宽约9000米,从冰川前缘向外延伸超过46公里。2022年,“努伊娜”号在南极东部范德福冰川下发现一长约55公里、宽约2000米、深约2200米的海底峡谷。“努伊娜”号破冰船长160.3米,宽25.6米,排水量25500吨,破冰能力达PC3级,最大续航90天。
  (六)通过IODP钻探在南爱琴海海底发现巨型浊积岩,由52万年前火山喷发形成
  岛弧通常发生大规模爆炸性火山喷发,从而将大量火山碎屑注入海盆。这不仅会影响海洋生态系统,还会引发海啸。德国亥姆霍兹海洋研究中心的学者分析了IODP 398航次在地中海圣托里尼海域获取的岩心,在海底200~1000米深处发现了流纹岩浮石沉积物,生物地层学分析表明该沉积物形成于52万年前。该浊积岩层的发现意味着当时圣托里尼火山发生了爆炸性火山喷发,将大量火山碎屑排入大海,形成浊流和泥浆混合沉积体,厚度达150米。火山爆发喷出的岩浆也覆盖了附近3个岛屿,形成了相同的火山岩层。这是目前南爱琴海岛弧发现最大的一次火山喷发,相关成果发表于《通讯·地球与环境》(Communications Earth & Environment)。
  文献来源:Tim Druitt et al, Giant offshore pumice deposit records a shallow submarine explosive eruption of ancestral Santorini, Communications Earth & Environment (2024)
  (七)西南太平洋美拉尼西亚海底高原于1.2亿年前开始形成,先后经历4期火山活动
  美拉尼西亚海底高原位于西南太平洋,由大量火成岩海山和海脊组成,目前其演化史尚不清晰。美国内华达大学的学者通过分析岩石样品的地球化学特征,发现该海底高原开始形成于1.2亿年前,至今经历了4期火山活动:(1)白垩纪时期,路易斯维尔(Louisville)地幔热点引发火山活动,形成了罗比(Robbie)海脊;(2)始新世时期,该地区随板块一起运动,经过鲁鲁图-阿拉戈(Rurutu-Arago)地幔热点,形成了部分岛屿和海山;(3)中新世时期,该地区继续随板块运动,经过萨摩亚地幔热点,形成了新的海山;(4)中新世至今,受到岩石圈变形和板块俯冲的影响,该地区发生大范围的板内火山活动,最终形成了现今的地貌形态。该研究首次详细揭示了美拉尼西亚海底高原的形成过程,成果发表于《地球与行星科学快报》(Earth and Planetary Science Letters)。
  文献来源:Kevin Konrad et al, Four distinct pulses of volcanism built the Melanesian Border Plateau: Implications for oceanic mid-plate superstructure formation, Earth and Planetary Science Letters (2024).
  (八)现代环南极洋流形成于中新世晚期,演化过程由地球构造运动和气候变化共同驱动
  环南极洋流(ACC)是地球上最强劲的洋流,对全球气候变化具有重要的调节作用,但其演化为现今规模的过程仍存在争议。西班牙巴塞罗那大学的学者基于西南太平洋及南印度洋的ODP 744及DSDP 278站位沉积物,通过对鱼牙化石进行钕(Nd)同位素分析,探讨了34 Ma以来环南极洋流的演化历史。研究表明,在始新世-渐新世过渡期(~34 Ma),南大洋海道的开启及南极大规模冰盖的形成共同驱动了环南极洋流的诞生,但初期流速相对较低,并未达到现代规模。此后,在中中新世气候转型期(~14 Ma)全球变冷以来,南极冰盖及周围海冰扩张,导致南大洋水体密度对比加大,同期西风带也逐步增强,两者共同推动环南极洋流强度持续上升,最终达到现代规模。这一结论挑战了环南极洋流的发展与演化完全由地球构造运动所驱动的传统观点,强调了气候变化过程也发挥了关键作用。相关成果发表于《自然·地球科学》(Nature Geoscience)。
  文献来源:Evangelinos, D., Etourneau, J., van de Flierdt, T. et al. Late Miocene onset of the modern Antarctic Circumpolar Current. Nat. Geosci. (2024).
  (九)通过大型集成再分析系统,揭示1961—2022年间海洋变暖的加速过程
  海洋热含量(OHC)是指全球海洋可容纳的热量,其长期变化过程是衡量全球变暖的基本指标之一,重建有现代仪器记录之前的OHC演化历史对了解过去的气候变化至关重要。意大利海洋科学研究所的学者基于大型集成再分析系统(CIGAR),对1961—2022年间全球海洋变暖的过程及其不确定性来源进行了重新评估。研究表明,最近62年以来,全球海洋变暖的总体幅度为0.43±0.08 W/m2(单位:瓦/每平方米),11.6%的海域在2022年达到OHC峰值,高纬度地区的升温幅度最为显著。在全球尺度上,得益于Argo浮标等海洋测量技术的应用和发展,21世纪中期前后OHC的不确定性明显降低,分别为40%和15%,主要受观测校准方法和海面温度数据不确定性的影响。相关研究发表于《自然·通讯》(Nature Communications)。
  文献来源:Storto, A., Yang, C. Acceleration of the ocean warming from 1961 to 2022 unveiled by large-ensemble reanalyses. Nat Commun 15, 545 (2024).
  (十)应用新技术,ROV可实现对海洋生物的原位观察、分析及采样
  深海生态系统的生物多样性具有极高研究价值。美国比奇洛海洋科学实验室的学者结合机器人、深海样品封装、三维成像及分子生物学等多个跨学科技术,研发了一种对深海生物进行原位观测及分析的新方法。该方法以无人遥控潜水器(ROV)为平台,搭载激光成像系统、远程成像摄像系统及旋转驱动的十二面体型(RAD)采样器,可对深海生物进行高清形态学成像、实现标本可视化封装及采集原位遗传信息。这一方法开辟了深海生物学研究的新途径,显著提高了生物原位观察及采样的能力,尤其适用于对环境敏感生物的研究(如胶质浮游动物等)。相关研究发表于《科学·进展》(Science Advance)。
  文献来源:John A. Burns et al. ,An in situ digital synthesis strategy for the discovery and description of ocean life.Sci. Adv.10,eadj4960(2024).
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