2024年03月16日 星期六

【信息】海洋科技动态

作者:海洋战略研究所(汇编) 发布时间:2024-03-22
  (一)“乔迪斯·决心”号启航地中海,执行IODP 402航次
  2月9日,美国“乔迪斯·决心”号大洋钻探船从意大利那不勒斯港启航,前往地中海第勒尼安海盆(Tyrrhenian)执行IODP 402航次。第勒尼安海盆是西地中海最年轻的洋盆,形成于中新世晚期,此前DSDP 13、42和ODP 107航次在此进行过钻探,区域地层结构清晰。本航次计划开展6个站位的钻探取芯工作,以查明洋陆过渡带的时空演变格局,包括张裂的动力学机制,壳幔变形机制,以及熔融产物与地幔剥露的关系等。来自中、美、意、日等9个国家的26名科学家随船开展研究,中国地质大学(武汉)雷超和上海交通大学赵翔宇分别作为岩石学家和古地磁学家登船工作。
  (二)德国调查船启航大西洋,探究水母在食物网中的作用
  2月9日,德国玛丽亚·梅里安号调查船(RV MARIA S.MERIAN)启航前往大西洋中部马德拉群岛海域,探索深海生物多样性与食物网结构。本航次由德国联邦教育研究部和德国研究基金会资助,来自五个国家共22位科学家组成了国际研究团队,将使用海底观测系统、深海摄像、2000米级ROV以及生物捕获工具开展工作,对深海峡谷、海底高原和海脊进行全面探索。航次将重点观测及捕捉水母等胶质浮游动物,以探究此类生物在食物网中的作用。航次计划于3月4日结束。
  (三)美国利用卫星重力数据在公海新发现4个海山,并通过多波束测深证实
  美国非盈利性海洋科研机构施密特海洋研究所利用卫星测量重力数据在太平洋危地马拉附近的国际水域发现了4个海山,1月派出科考船Falker (too)号进行波束测深后得到确认。施密特海洋研究所自2012年以来已发现29个新的海底地理实体,本次发现的海山相对高差从1591米到2681米不等,其中最大的海山平面投影面积约450平方公里,顶点水深约1150米。
  (四)英国利用水面无人艇在南极开展科学研究,可独立完成磷虾丰度监测
  1月,英国南极调查局(BAS)联合英国国家海洋学中心(NOC),利用Sailbuoy型水面无人艇(USV)开展南极海域监测。USV由Pharos SG号渔业巡逻船释放和回收,在南极南乔治亚岛附近工作3天,自主采集南极磷虾的丰度数据和分布海域,并测量海水温度、盐度、含氧量和浮游植物丰度等数据。英国海事和海岸警卫队(MCA)对此次测试进行评估后,批准Sailbuoy型USV可用于海洋和渔业监测。Sailbuoy型USV长2米,由风能和太阳能驱动,通过卫星定位导航,由岸上或船上工作人员远程操控。
  (五)芬兰与德国研究机构合作,利用最新激光雷达技术进行海底监测
  12月,芬兰地理空间研究所(FGI)与德国弗劳恩霍夫物理测量技术研究所(IPM)宣布,两者计划联合研发1个小型海洋传感器平台,可用于监测关键水下基础设施(如管道、电缆和海上风力涡轮机等),从而提高海上作业的安全性和可持续性。FGI将利用IPM开发的最新激光雷达系统(ULi)开展监测,该项技术可对水下目标进行高分辨率3D数据测量,精度达到毫米级,且适用于浅海到深海的各种海洋环境。此外,双方还将合作开发机载测深激光扫描仪(ABS),从空中精确测量沿海地形数据。
  (六)北大西洋钻孔记录揭示,末次冰期以来洋流变化对北极冰盖消融具有重要贡献
  深入研究冰盖的退缩历史及其环境效应,对于预测气候变暖条件下冰盖与海洋之间的相互作用具有重要作用。德国阿尔弗雷德·魏格纳极地与海洋研究所(AWI)的学者基于北大西洋拉布拉多海的多个钻孔沉积记录,通过X射线荧光光谱(XRF)、生物标志物及浮游/底栖有孔虫化石等分析,重建了末次冰期(~50 ka)以来北极冰盖的演化历史。研究发现,在多个海因里奇事件期间,北极冰盖出现崩塌,此后在末次冰消期发生了多次冰融水事件。研究认为,增强的伊尔明厄洋流(暖流)进入到拉布拉多海,导致了附近的北极劳伦泰德冰盖(LIS)(目前已消融)及格陵兰冰盖(GrIS)解体/退缩及冰融水排放。研究强调,在目前全球变暖背景下应特别关注两极冰盖邻近区域海流变化对冰盖的影响。研究成果发表于《地球与行星科学快报》(Earth and Planetary Science Letters)。
  海因里奇事件:发生在末次冰期的一系列周期性快速气候变冷事件,是由于地球轨道参数变化引起的太阳辐射量变化,导致北大西洋冰盖不断向南扩张,大量冰山周期性解体并进入北大西洋所致。
  文献来源:You D, Stein R, Fahl K, et al. Interaction between ice sheet dynamics and sea surface characteristics in the Labrador Sea during the last 50 ka[J]. Earth and Planetary Science Letters, 2024, 629: 118596.
  (七)地震浊积岩揭示1千年以来死海大地震发生的时间及影响范围
  死海断裂带是地球上最著名的发震断层之一。尽管该断裂带的陆地部分已经积累了大量的历史及古地震学资料,但由于缺乏海底地震数据,学界对其最南端亚喀巴湾的地震行为仍知之甚少。土耳其中东科技大学的学者基于红海亚喀巴湾获取的18个沉积岩心,通过识别地震浊积岩作为主要追踪手段,并结合磁化率、粒度、X射线荧光光谱(XRF)等方法,重建了过去1000年以来研究区的地震发生历史。研究表明,浊积岩成功记录了已知发生在1068年、1212年、1588年、1839年及1995年的5次地震事件,其中1068年和1588年的地震规模较大,导致整海湾都出现了浊积岩。此外,根据地震扰动发生的时间,研究认为海湾大地震的周期为400—700年(平均约560年) 。研究成果发表于《地球与行星科学快报》(Earth and Planetary Science Letters)。
  文献来源:Bektaş Z, Avşar U, Ribot M, et al. Seismo-turbidites reveal locations of major earthquakes during the past millennium in the Gulf of Aqaba, southern Dead Sea Fault[J]. Earth and Planetary Science Letters, 2024, 629: 118595.
  (八)冰川失去底部支撑,导致全新世威德尔海冰川快速流失
  南极威德尔海的冰川动力学变化对于西南极冰盖(WAIS)的稳定性具有重要影响。然而,由于缺乏区域地质资料,末次冰期以来该海区冰川的退缩历史仍然存在争议。英国剑桥大学的学者基于威德尔海龙尼冰架南端的冰芯记录,通过分析氧同位素及总空气含量,重建了全新世早期冰盖退缩的时间及速度。研究表明,8.2—8.0 ka期间冰盖高程下降了450 m。这一变化是因为海洋变暖导致冰层底部与地面脱离接触,最终导致冰川流动及减薄。此后,在7.7—7.3 ka期间,未接地冰架的前缘退缩了约270 km。研究强调,冰川接地线后退导致冰架失去底部支撑,是冰川快速流失的重要因素,这一研究支持了全新世南极冰盖数据模拟所得出的结论。研究成果发表于《自然·地球科学》(Nature Geoscience)。
  文献来源:Grieman M M, Nehrbass-Ahles C, Hoffmann H M, et al. Abrupt Holocene ice loss due to thinning and ungrounding in the Weddell Sea Embayment[J]. Nature Geoscience, 2024: 1-6.
  (九)研究发现二叠纪-三叠纪边界发生“海洋雪”,表明当时海洋生产力大幅提高
  碳同位素曲线负偏移是二叠纪-三叠纪交界最主要的地球化学特征之一,已有的模型研究推测该负偏移是由海洋生物生产力大幅提高所致。然而,目前已发现的大多数二叠系-三叠系剖面都形成于陆架浅水区,相同地层并未发现大量有机碳沉积,因此无法证实生物生产力大幅提高这一推断。加拿大地质调查局的学者对新西兰北岛出露的古深海平原中富含有机碳的二叠纪-三叠纪交界沉积岩进行调查,发现这些沉积岩富含由单细胞或浮游植物群落组成的层状藻类体,推断是以“海洋雪”的形式落下并沉积其中。通过数学建模研究认为,当时西伯利亚大火成岩省的火山喷发产生了大量火山灰,飘浮到全球各处,为海洋提供了磷和铁肥料,导致海洋生物生产力大幅升高,出现大规模“海洋雪”现象,最终使大量有机碳沉降埋藏于深海沉积物之中。该研究证实在二叠纪-三叠纪交界,海洋生物生产力大幅提高,研究成果发表于《地质》(Geology)。
  海洋雪:在深海中,由有机物所组成的碎屑像雪花一样不断飘落,称作海洋雪。
  文献来源:Wang Y, Costa K M, Lu W, et al. Global oceanic oxygenation controlled by the Southern Ocean through the last deglaciation[J]. Science Advances, 2024, 10(3): eadk2506.
  (十)大洋钻探记录揭示,古新世-始新世极热事件期间,热带上层海洋含氧量升高
  观测表明,最近50年来海洋热含量增加与含氧量下降之间密切相关。然而,这种现代全球性趋势在历史时期的区域海洋,尤其是热带海洋中的具体表现仍知之甚少。德国马克斯·普朗克研究所的学者基于全球多个DSDP及ODP站位,通过分析有孔虫氮同位素,探讨了古新世-始新世极热事件期间(~56 Ma,PETM)海洋缺氧带(ODZ)的变化。研究表明,PETM期间,热带北太平洋ODZ范围收缩,且有孔虫的形体增大,指示该海区的表层含氧量增加。以上现象也得到了数值模拟结果的证实。研究表明,在历史时期全球变暖背景下,尽管全球海洋含氧量总体上下降,但热带表层海水的含氧量却上升,这与该区域生物生产力下降导致耗氧量降低有关。研究成果发表于《科学》(Science)。
  文献来源:Moretti S, Auderset A, Deutsch C, et al. Oxygen rise in the tropical upper ocean during the Paleocene-Eocene Thermal Maximum[J]. Science, 2024, 383(6684): 727-731.
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