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:2024-04-07
  (一)IODP3第二次研讨会在日本召开,深入研讨科学建议书的可行性
  3月18—22日,欧洲大洋钻探联盟(ECORD)与日本地球科学钻探联盟(J-DESC)在日本召开IODP3第二次研讨会。此次研讨会面向全球科学家开放,90余人现场参会,70余人线上参会。会议介绍了IODP3的基本组织架构与工作方式、钻探平台基本信息、未来钻探成果的利用规划等,并重点就IODP3收到90余份初步钻探建议进行充分讨论。IODP3将沿用IODP(2013-2023)阶段的钻探建议申请及评估流程,基于科学目标灵活安排钻探手段、资金、时间、规模,发展“由陆向海,海陆结合”的科学理念,全面依托欧洲特定任务平台(MSP)开展多样化大洋钻探活动。研讨会分为气候与海洋、地质灾害、深部地球、深部生命四大科学板块,推动完善一批钻探建议书,加快形成成熟的钻探方案,为2025年后大洋钻探的顺利实施提供科学保障。
  (二)美国能源部发布年度进展报告,展示水电及海洋能项目成果
  3月15日,美国能源部下属水电技术办公室(WPTO)发布报告,展示了WPTO资助的40多项水电和海洋能项目在2022—2023年度取得的成绩。水电项目成果包括:(1)研究和制造先进材料降低现有水电设施运营成本;(2)开发信息化平台帮助水电利益相关者了解国家相关项目投资和税收政策;(3)支持水电网络安全设施建设等。海洋能项目成果包括:(1)部署美国首个电化学海洋CO2去除系统,每年可捕获100吨CO2,相当于50辆汽车一年的碳排放量;(2)在飓风级波浪中测试了波浪能转换器的安全器,验证了原型机的耐用性;(3)开发并测试了一批海洋能相关生态环境影响评价方法和工具;(4)应用模块化海洋数据采集系统支持多个海洋能项目,帮助技术开发人员监控原型机在测试时的环境和设备参数情况。
  (三)美造船企业HII公司推出新型无人水下航行器(UUV),长度仅15厘米
  3月12日,美国最大的造船企业HII公司在2024年国际海洋学展会上推出REMUS 130型UUV。该设备直径约18厘米,长度在15~30厘米之间,属于小型UUV,具有灵活性和便携性等特点,电池寿命约10小时,额定作业深度100米,可用于海上油气勘探、海上搜救、反水雷作战等任务。此外,HII还透露,其正在为印太地区某客户制造其去年8月上市的REMUS 620型UUV。该款UUV电池寿命长达 110 小时,航程为 275 海里,主要用于水雷对抗、水文测量、情报收集、监视和电子战。
  (四)美国海军建造超高音速导弹水下测试设施,加强海空作战能力
  3月12日,美国海军战略系统项目主任沃尔夫在国会中报告,称美国海军正在印第安纳州克兰市的水面作战中心(NSWC)建造用于测试高超音速导弹及其发射器的水下测试系统,用于检测导弹在水下“飞行”过程。高超音速导弹是一种新型战略武器,其飞行速度为音速的5倍,结合了弹道导弹的速度和巡航导弹的机动性等优点,可在15~30分钟内对数千公里外的目标实施精准打击。美军计划将其作为远程打击系统装备于陆军岸基和海军驱逐舰,并于2030年初在其新一代潜艇上部署。
  (五)瑞士公司推出新型无缆水下检测机器人,专为复杂水下地形条件设计
  近日,瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的孵化企业Hydromea推出了一款新型无缆水下检测机器人——EXRAY,于今年3月在伦敦举行的国际海洋技术与工程设备展览会上首次展出。EXRAY配备了最新的LUMA无线通信技术,可实现数据及视频的实时传输,极大提高了水下设施检测或监控工作的效率。EXRAY重量仅为9公斤,便于收放和携带,可在水下狭小且复杂的环境下工作。此外,EXRAY具有高度模块化的结构,可集成高分辨率摄像机及多种类型传感器,且能自动分析数据分析和生成调查报告。
  (六)气候变化加速美国西北部沿海海域的上升流形成,导致近底缺氧现象愈发严重
  近底缺氧是近海底水层中溶解氧浓度异常低的现象(氧浓度<61 μmol/kg),对海洋生态系统影响很大。2021年,美国西北部沿海海域的夏季上升流异常强劲,导致大面积海域发生近底缺氧。美国俄勒冈州立大学的学者利用水下滑翔机对该海域的缺氧情况进行调查,发现当时区域上超过一半的大陆架存在近底缺氧现象,面积达1.55万平方公里,并且缺氧的空间格局与大陆架的宽度有关。学者结合以往数据分析,结果显示在夏季上升流时期,该海域近底缺氧的面积从1950—1980年的2%增加至2009—2018年的24%,在2021年更是达到了56%。该项研究认为,气候变化导致的风力增强促进了近岸上升流增强,从而使沿海海域的近底缺氧现象愈发严重。相关成果发表于《科学报告》(Scientific Reports)。
  上升流:海水从深海上升到表面的过程,强度与风有关,可以为表层带来富含营养的深层海水,并调节气候变化。
  文献来源:Barth J A, Pierce S D, Carter B R, et al. Widespread and increasing near-bottom hypoxia in the coastal ocean off the United States Pacific Northwest[J]. Scientific Reports, 2024, 14(1): 3798.
  (七)地震数据揭示新西兰乌鲁特海盆天然气水合物储层特征,由构造断层与倾斜地层共同形成
  新西兰北岛以东的希库朗吉陆缘蕴含着丰富的天然气水合物资源。新西兰奥塔哥大学的学者,运用高分辨率地震数据,对乌鲁特(Urutī)海盆中的水合物储层结构进行研究。分析结果显示,乌鲁特海盆的沉积层在增生楔的持续变形作用下而向陆地倾斜,而在沉积层的底部存在一个与沉积层倾斜方向相反的热流异常,恰好位于希库朗吉陆缘逆冲断层的上部。研究人员认为,这是由于深层流体沿着构造断层向上流动,与沿着倾斜沉积层流动的浅层流体在地层中形成了天然气水合物矿体。该研究提出了一种由构造断层和沉积地层共同控制作用下天然气水合物储层形成模式。相关研究成果发表于《地球化学、地球物理学、地球系统学》(Geochemistry, Geophysics, Geosystems)。
  文献来源:Gorman A R, Crutchley G J, Baker D R, et al. Deep fault‐controlled fluid flow driving shallow stratigraphically constrained gas hydrate formation: Urutī Basin, Hikurangi environment)。
  文献来源:Dyez K A, Cole J E, Lough J M. Rainfall variability increased with warming in northern Queensland, Australia, over the past 280 years[J]. Communications Earth & Environment, 2024, 5(1): 117.
  (九)锆石同位素记录揭示,北欧斯堪的纳维亚半岛在37.5亿年前诞生于格陵兰岛
  了解最原始陆壳的形成对认识地球早期的演化过程至关重要,但由于这些原始陆壳要么被板块运动循环至地球内部,要么被更年轻的陆壳覆盖,样品获取难度极大,给研究带来了很大限制。丹麦哥本哈根大学的学者,对北欧斯堪的纳维亚半岛的锆石晶体进行同位素分析,发现这些锆石形成于37.5亿年前,比之前认为斯堪的纳维亚半岛的形成时期早了2.5亿年,属于太古宙初期的原始地壳,且形成时期和同位素特征与格陵兰岛的岩石一致。结合其他资料分析结果,研究人员认为37.5亿年前,斯堪的纳维亚半岛与格陵兰岛属于同一陆壳,在随后的几亿年中,斯堪的纳维亚半岛脱离了格陵兰岛,漂移至现今位置。相关成果发表于《地质学》(Geology)。
  文献来源:Petersson A, Waight T, Kemp A I S, et al. An Eoarchean continental nucleus for the Fennoscandian Shield and a link to the North Atlantic craton[J]. Geology, 2024, 52(3): 171-175.
  (十)停止活动的热液喷口仍是深海微生物生存和固碳的重要场所
  热液喷口喷发出富含能量及矿物质的流体,吸引大量深海鱼类、贝类和微生物定居。当热液喷口停止活动时,较大生物会迁移到其他热液喷口处生活,而留下的微生物如何继续生存?这一问题目前仍缺乏足够认识。德国不来梅大学学者利用载人深潜器采获了东太平洋海隆热液喷口的样品,评估正在活动和已经停止活动的热液喷口之间微生物生产力的差异性。研究表明,在正在活动和已停止活动的热液喷口中,化能自养型微生物占比分别为49%和31%,这表明即使热液喷口已经停止活动,其微生物群落的固碳速度仍与活动的热液喷口相当。足额这还通过分析基因组确定了这些微生物的种类与固碳方式。该研究证实了即使热液喷口已经停止活动,其仍是深海微生物的生存和海底固碳的重要场所。成果发表于《自然·微生物学》(Nature Microbiology)。
  文献来源:Achberger A M, Jones R, Jamieson J, et al. Inactive hydrothermal vent microbial communities are important contributors to deep ocean primary productivity[J]. Nature Microbiology, 2024: 1-12.
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