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:2024-03-27
  (一)IODP 389航次进入岸上工作阶段,就岩心和数据进行分析讨论
  IODP 389航次主题为“夏威夷:沉没的珊瑚礁”,航次任务分为海上工作和岸上工作2个阶段。2023年8月31日—10月31日,欧洲大洋钻探联盟(ECORD)租用澳大利亚Valor号多用途工程船,执行完成海上工作阶段,采用海底钻机在夏威夷近海15个站位进行了钻探,获取岩芯总长度达426米。2024年2月6—26日,IODP 389航次开启岸上工作阶段,科学组成员齐聚德国不来梅大学IODP岩心库,共同完成岩心切割与分析工作,并就随船测试数据进行讨论并撰写报告。ECORD最近数个航次均采取了此种二阶段工作模式,既节省海上施工成本,又保障和促进科学家之间的相互交流协作。
  (二)美国国家海洋和大气管理局(NOAA)发布2023年版世界海洋图集,包含完整海洋环境数据
  NOAA自1994年起每3~5年发布一次世界海洋图集。2月15日,NOAA环境信息中心海洋气候实验室(OCL)发布2023年版世界海洋图集(WOA 23),该图集包含了自1955年以来多个气候阶段的全球海水温度、盐度、溶解氧和营养盐浓度数据。与前一个版本(WOA 18)相比,WOA 23增加了180万个海洋剖面数据,发布了新的温度、盐度和溶解氧数据,客观分析了这些气候学数据的变化和标准偏差。WOA23数据可在NOAA国家环境信息中心开发的世界海洋数据库中公开访问(https://www.ncei.noaa.gov/access/world-ocean-atlas-2023/)。
  (三)德国AWI极地和海洋研究中心启动新项目,研究北极生态系统
  2月6日至8日,阿尔弗雷德韦格纳研究所(AWI)极地和海洋研究中心了举办北极斯瓦尔巴群岛全年生态系统研究(YESSS)项目启动会议,将牵头研究北极地区动植物季节性发育变化,调查气候变暖对动物的生命周期、觅食和越冬行为的影响。约30名科学家组成的团队将分成多个两人小组,轮流在AWI驻斯瓦尔巴群岛研究站开展全年观察和现场取样实验,该工作将持续约40个月。德国联邦教育和研究部为该项目提供了270万欧元资金,德国不来梅大学、美因茨大学、汉堡大学、康斯坦茨大学、基尔海姆霍兹海洋研究所(GEOMAR)共同参与研究。
  (四)德法意3国合作,开展海底火山活动长期观测
  2月9日,由德国、法国、意大利3国专家组成的科考队乘“流星号”调查船(Meteor)启航前往西西里岛海域,对欧洲最大的活火山——埃特纳火山开展调查。该火山体大部分沉没于水下,侧翼山坡正缓慢向四周扩张。科学家将利用自主式水下潜器(AUV)在火山东侧延伸部分进行大规模海底地形测量,通过声学勘测计算该火山侧翼的运动情况 ,并建立长期观测站。该航次由德国基尔海姆霍兹海洋研究所(GEOMAR)主导,还将测试GEOMAR新开发的模块化海底着陆器(MOLA),为未来海底火山研究提供更多技术支持。德国“流星号”科考船由GEOMAR运营,长97米,总吨4280,可乘30名船员和33名科学家。
  (五)美国东南部海域发现有史以来最大的冷水珊瑚区,面积达2.6万平方公里
  2月,美国杜克大学主导的科研团队在美国东南部大西洋布莱克海底高原发现了有史以来面积最大的冷水珊瑚(CWC)区,达2.6万平方公里,其中高密度分布的核心区域面积达6215平方公里(水深:367—918 m)。基于多波束测深技术,科学家对该海域进行了地形地貌测量和分类,详细描绘和量化了冷水珊瑚的生存环境,统计潜在的冷水珊瑚数量。该发现将极大推动珊瑚生态系统的研究。冷水珊瑚生存于深海环境,在海洋生态系统中发挥着至关重要的作用,为众多深海底栖动物提供栖息地和食物来源。
  (六)直布罗陀俯冲带持续入侵,将导致大西洋在2000万年后开始闭合
  俯冲起始是指从没有俯冲到有俯冲的过程,导致大洋岩石圈进入深部地幔中,是洋壳生命周期中的重要转折点,也是地球板块运动的重要过程。直布罗陀俯冲带位于北大西洋,是从正在闭合的地中海盆地中挤入至大西洋的,这个过程称为俯冲入侵。由于在过去的几百万年里向大西洋迁移的速度明显减缓,前人研究普遍认为直布罗陀俯冲带不再活跃。葡萄牙里斯本大学的学者使用重力驱动的三维地球动力学模型来重建直布罗陀俯冲带的演化过程,研究其对大西洋演化的影响。模拟结果表明,在今后2000万年以内,直布罗陀俯冲带往大西洋方向的迁移速度会逐渐减缓,而2000万年以后则会逐渐加速。研究人员认为,直布罗陀俯冲带的加速侵入将促使大西洋形成俯冲起始,从而导致大西洋海盆开始闭合。相关研究成果发表于《地质学》(Geology)。
  文献来源:João C. Duarte et al, Gibraltar subduction zone is invading the Atlantic, Geology (2024). 
  (七)日本南海海槽有热成因甲烷,来源于俯冲断层沉积物
  日本南海海槽是菲律宾海板块向欧亚板块俯冲消亡的地带,该区域已发现有大量的热成因及生物成因甲烷(CH4)生成。然而,热成因甲烷的源岩及生物合成甲烷所需的氢气(H2)来源仍然存在争议。日本北海道大学的学者基于采集自古老增生楔的页岩及变质岩,通过地球化学分析,并结合前期大洋钻探的岩石学及沉积学研究结果,探讨了日本南海海槽俯冲带甲烷及氢气的来源及产生速率。研究表明,热成因甲烷主要来源于俯冲断层间的沉积物,其产生速率远高于其上部的增生楔。此后,随着沉积物被带入深部俯冲带,经历成岩作用直至变质作用,最终产生热成因氢气,进而促进微生物合成生物成因甲烷。该研究对于认识俯冲带系统甲烷形成的机理具有重要意义,相关研究成果发表于《通讯-地球与环境》(Communication earth & environment)。
  文献来源:Suzuki, N., Koike, K., Kameda, J. et al. Thermogenic methane and hydrogen generation in subducted sediments of the Nankai Trough. Commun Earth Environ 5, 97 (2024).
  (八)模拟研究揭示北大西洋微塑料扩散分布特征,来自地中海的水团是关键影响因素
  海洋微塑料是漂浮在海水中直径小于5 mm的塑料碎片。全球每年有数千万吨微塑料进入海洋,随着洋流四处扩散,对海洋生态系统造成严重危害。了解微塑料在海洋中的运动轨迹对制定海洋环境治理措施至关重要。西班牙大加那利群岛拉斯帕尔马斯大学的学者通过对海水和微塑料采样,并结合2017年以来向海中释放微塑料的研究数据,对北大西洋加那利群岛海域的微塑料的运动轨迹进行模拟研究。研究发现,加那利群岛海域150—200米水深处的微塑料浓度最高,600米水深处的浓度最低,反而在1100米水深处存在着高浓度的小型微塑料(<1mm)。结合该区域的海流特征,研究人员认为,这种聚集现象是由分布于北大西洋水深1000—1200米的水团导致的。该水团来自地中海,经过直布罗陀海峡输入大西洋,这些小型微塑料被水团裹挟,随着水团下沉到海底,并向加那利群岛扩散。该研究强调了水团在微塑料扩散轨迹中的重要影响,相关成果发表于《海洋科学前沿》(Frontiers in Marine Science)。
  文献来源:Daura Vega-Moreno et al, Exploring the origin and fate of surface and sub-surface marine microplastics in the Canary Islands region, Frontiers in Marine Science (2024).
  (九)大洋转换断层释放CO2,促成地幔橄榄岩蚀变与碳化
  地幔中的CO2大多沿板块边界向大气和海洋排出。已有大量研究关注洋中脊和俯冲带的碳循环,但大洋转换断层的碳循环却被忽视。大西洋圣保罗转换断层是全球最大的转换断层之一,出露变质地幔橄榄岩。美国伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)的学者利用载人深潜器在此断层采集了蚀变橄榄岩,对其中发生碳化的矿物进行分析。研究发现,转换断层充当了富含CO2热液的上侵通道,热液中的CO2含量至少比海水高出一个数量级。这些CO2通过岩浆脱气、熔体浸渍等方式释放出来,促成了地幔橄榄岩的蚀变与碳化。学者认为,由于过去的研究没有考虑转换断层的影响,所以地幔向大气和海洋实际排放CO2应该大于之前的估算。研究成果发表于《美国国家科学院院刊》(PNAS)。
  文献来源:Klein F, Schroeder T, John C M, et al. Mineral carbonation of peridotite fueled by magmatic degassing and melt impregnation in an oceanic transform fault[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2024, 121(8): e2315662121.
  (十)锇同位素记录揭示,大火成岩省活动驱动了大洋缺氧事件期间东亚古环境演化
  发生于白垩纪中期(~94 Ma)的大洋缺氧事件2(OAE 2)是一次全球性的快速气候变化事件,已有的研究主要集中在大西洋及古特提斯洋及其周边。但迄今为止,对于太平洋和亚洲大陆边缘对OAE 2的响应过程及其驱动因素,科学界仍然知之甚少。日本东北大学的学者基于日本北部大陆边缘的Omagarizawa Creek剖面,通过锇同位素等地球化学分析,探讨了西北太平洋东亚大陆边缘OAE 2事件的特征及其与火山活动间的联系。研究表明,OAE 2发生期间,发现了7起火山喷发事件的记录,其中5个可能是驱动东亚大陆边缘降水增加的重要因素,进一步导致了大陆风化作用增强、植被覆盖增加及海洋缺氧条件发展。研究认为,由于大陆风化增强,大量来自东亚大陆的营养物质向海供应增加,一定程度上促进了OAE 2期间全球海洋缺氧条件发展。相关研究成果发表于《通讯-地球与环境》(Communication earth & environment)。
  文献来源:Takashima, R., Selby, D., Yamanaka, T. et al. Large igneous province activity drives oceanic anoxic event 2 environmental change across eastern Asia. Commun Earth Environ 5, 85 (2024).
访问次数 : 
1001814452911