(一)德国破冰船“极星”号完成南极航次,计划6月初启航北极
5月13日,德国阿尔弗雷德·韦格纳研究所(AWI)的破冰船“极星”号在经历了长达6个多月的南极调查航次后,从东南极洲海域返回不来梅港。本航次沿东南极洲海岸完成了10个站位的海水及岩心样品采集,分析了南极海水的含氧量、盐度及温度等基本参数,旨在查明过去不同气候背景下水团的演化特征及其与冰川消长、海平面升降之间的联系。下一步,在沉积岩心等样品归档后,“极星”号将返回船厂进行为期1个月的维护和检修,并在6月初启航开展北极调查。
(二)韩国计划独立研发首艘载人潜水器,提高水下装备技术领域的竞争力
5月20日,韩国宣布投入435亿韩元(折合人民币约2.3亿元)独立自主研发首艘主要应用于浅水区的载人潜水器,计划2030年完成。该项目由政府和社会资金共同支持,韩国海洋科学技术研究院(KIOST)牵头,多家高校、科研机构和企业参与,旨在推动韩国海洋装备与机器人技术发展。其中,KIOST水下机器人演示中心主要负责水下移动装置的设计、生产和产业化,其他参与机构如韩国机器人融合研究所(KIRO)等将聚焦于船体控制系统、操作系统及模拟器的开发。
(三)美国企业研发碳捕获新技术,致力于推进航运减排
5月22日,加州理工学院碳封存初创公司Calcarea宣布与航运技术企业Lomar公司的风险实验室Lomarlabs签署合作协议,将共同研发用于船舶排放CO2的捕获和去除技术。该技术能将船舶尾气中CO2转化为稳定、无害的碳酸氢盐后直接安全排放至海水中。由于海洋中已有超过3.8×105亿吨碳酸氢盐,因此该方法排放入海的碳酸氢盐对全球海水酸度的影响微乎其微。与传统碳捕获和储存技术相比,该项技术成本低、效率高,若大规模推广应用,有望加快航运业减排进程,为行业脱碳提供新途径。
(四)国际海洋法法庭首次就全球气候变化和海洋问题作出裁决,判定碳排放为海洋污染物
去年,包括巴哈马、纽埃、帕劳在内的9个岛国曾向联合国海事法法庭提出诉讼,请求就“不断增加的碳排放是否被视为污染”问题明确意见。今年5月21日,联合国海事法法庭作出裁决,判定碳排放为海洋污染物,并表示所有《联合国海洋法公约》的缔约国均有义务减少温室气体排放,以缓解地球气候变暖和海洋生态系统危机。该案件是国际法庭首次就气候变化和海洋问题作出的裁决,被视为第一起涉及全球海洋的国际气候正义案件,可能对各国未来的气候政策产生深远影响。
(五)印度洋金枪鱼委员会呼吁强化渔业保护,推动海洋生态可持续发展
5月13—17日,印度洋金枪鱼委员会(IOTC)第28届年会成功在泰国曼谷举办,包括中、澳、日、韩、印、泰、欧盟等29个国家和组织参加。经过3年的磋商,本次会议采纳了欧盟提案,推出11项印度洋渔业保护管理措施。其中,有4项措施与人工集鱼装置(FAD)有关,包括:(1)立即禁止使用完全不可生物降解的FAD;(2)到2030年逐步淘汰含有不可降解成分的FAD,全面采用生物降解FAD;(3)减少每艘船均FAD投放数量;(4)引入FAD登记管理制度,控制渔业管理。
FAD是一种用于捕获金枪鱼或其他鱼类的装置,可漂浮在海面或锚定在海底,并通过卫星进行定位。
(六)北大西洋绿藻的丰度及物种多样性呈现显著季节性变化,是藻华的主要组成类群
冬、春季是海洋浮游植物大量繁殖(即藻华爆发)的主要时期。美国伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)的学者连续4年对北大西洋一类单细胞绿藻(prasinophytes,葱绿藻)进行采样,以揭示其在不同季节的丰度变化特征。通过基因测序分析发现,葱绿藻是开阔大洋浮游植物的主要类群,也是藻华的重要贡献者。在温暖阶段,葱绿藻的遗传多样性随季节的变化而发生改变,且出现多类短期存在的亚种。在寒冷阶段,葱绿藻的Ⅱ类亚种占主导,其他种类浮游植物的丰度较低。研究表明,此类亚种在夏季主要聚集于海洋叶绿素最大值的水层,而在冬、春季水柱对流混合加剧时期迅速扩张,进而形成藻华。本研究强调了葱绿藻在海洋生态系统中的作用,成果发表于《通讯·地球与环境》(Communications Earth & Environment)。
文献来源:Eckmann C A, Bachy C, Wittmers F, et al. Recurring seasonality exposes dominant species and niche partitioning strategies of open ocean picoeukaryotic algae[J]. Communications Earth & Environment,2024,5:266.
(七)改进后的海洋环流模型揭示,气候变暖可能影响海洋潮汐过程
近年来,研究发现海洋潮汐过程与月球及太阳引力变化并不完全一致,且与海洋变暖过程可能存在某种联系。德国波恩大学的学者利用超级计算机改进了三维(3D)海洋环流模型,并结合1993—2020年间的海洋观测数据,探讨了气候变化与潮汐变化之间的联系。研究显示,全球变暖导致上层海水密度降低,从而增强了正压潮向内部斜压潮的能量转移,这导致开阔海域潮汐能量相较于30年前损失了几个百分点。学者认为,这一现象在潮汐作用较强且海底地形复杂的区域可能更为显著。此外,研究人员进一步开发了气候变化对沿海地区潮汐过程影响的预测模型,以更好地理解未来全球变暖的环境效应。研究成果发表于《通讯·地球与环境》(Communications Earth & Environment)。
正压潮和斜压潮:通过潮波引起的不同水体运动形式。其中正压潮为垂向保持恒定或流速很小、而横向水平流动较大的水体运动,也称表面潮;斜压潮是指上下层水体垂向流动、主要为了释放潮汐能量,也称内潮。
文献来源:Opel L, Schindelegger M & Ray R D. A likely role for stratification in long-term changes of the global ocean tides[J]. Communications Earth & Environment,2024,5:261.
(八)美国加州沿岸麻坑区的形成与甲烷渗漏无关,由大陆坡重力流侵蚀造成
麻坑(Pockmarks)是一种形似漏斗状凹陷的海底地貌,通常被认为由海底甲烷气体或热流上涌造成,是陆坡失稳的有效指示标志。美国蒙特利湾海洋研究所的科学家利用多波束测深、海底高分辨率摄像及岩心取样等方法,对加州中部近海的一个超大海底麻坑区域开展了调查。研究发现,该区域麻坑的形成并非源于甲烷气体的上涌渗漏,而与沉积物沿大陆斜坡大规模迁移(沉积物重力流)造成的侵蚀有关。学者认为,至少在过去28万年以来,间歇性发生的重力流沉积是维持研究区麻坑长期稳定性的重要机制。这一结论为该区域未来海上风电场等基础设施建设选址提供了参考依据。成果发表于《地球物理学研究杂志:地球表面》(Journal of Geophysical Research:Earth Surface)。
文献来源:Lundsten, E., Paull, C. K., Gwiazda, R., Dobbs, S., Caress, D. W., Kuhnz, L. A., et al. (2024). Pockmarks offshore Big Sur, California provide evidence for recurrent, regional, and unconfined sediment gravity flows[J]. Journal of Geophysical Research: Earth Surface, 129, e2023JF007374.
(九)建立海洋三维保护新框架,以应对垂直空间保护不均的问题
海洋本质上是三维空间,海洋生物的分布和活动具有垂直分层性,但现有的海洋保护评估方式仍是二维视角,无法有效保护海洋生物多样性。美国华盛顿大学的学者开发了一个新的海洋保护评估框架,通过将海底与海洋中上层生物的活动深度范围数据叠加到常用的二维海洋生态平面上,首次实现了对全球海洋保护网络与渔业分布的三维空间评估。研究发现,渔业活动的三维足迹遍布世界大多数生态区域的大部分水深,但不同水深的海洋保护工作并不均衡。通过分析,学者规划了三维海域的保护范围,为减轻捕捞压力提供科学指导。该研究确定了海洋保护重点,并提出了在全球保护议程中考虑海洋三维空间特性的建议。成果发表于《自然·通讯》(Nature Communications)。
文献来源:Jacquemont J, Loiseau C, Tornabene L, et al. 3D ocean assessments reveal that fisheries reach deep but marine protection remains shallow[J]. Nature Communications, 2024, 15(1): 1-11.
(十)温暖海水入侵加速了南极洲冰川融化,且与潮汐过程密切相关
思韦茨冰川(Thwaites Glacier)位于南极洲西部,面积达19.2万平方公里,若其完全融化可能导致全球海平面大幅上升,因而被称为“末日冰川”。加利福尼亚大学的学者基于2023年3—6月差分干涉合成孔径雷达(DInSAR)获取的该冰川高程变化数据,探讨了其融化过程及其潜在控制机制。结果显示,伴随着冰川区每日的潮汐涨落,温暖的海水可侵入冰川下方数公里,导致冰川底部逐步融化并释放淡水,最终随潮汐排出至海洋。研究认为,这种潮汐频率的海水大规模入侵并不断循环,造成了大面积冰川流失,未来将持续加速思韦茨冰川融化和崩塌过程。成果发表于《美国国家科学院院刊》(PNAS)。
文献来源:Rignot E, Ciracì E, Scheuchl B, et al. Widespread seawater intrusions beneath the grounded ice of Thwaites Glacier, West Antarctica[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2024, 121(22): e2404766121.