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:2024-06-27
  (一)韩国首艘自产地球物理勘探船交付,可在极地海域开展调查
  5月31日,韩国首艘自产地球物理勘探船“探海3”号(Tamhae 3)在浦项市迎日湾港举行交付仪式,将取代1996年入列的“探海2”号。“探海3”号由韩国HJ重工建造,隶属于韩国地质与矿产资源研究院,总造价1.32亿美元。全船长92米,宽21米,总吨位6926,可搭乘30名科学家和20名船员。该船具有抗冰能力,配备高分辨率三维地震数据采集系统,可拖带8条长6公里的地震拖缆,能够在包括极地在内的全球海域进行地球物理勘探。
  (二)美国发布推进海洋可持续管理新战略,强调利用海洋力量应对气候危机
  6月3日,美国白宫科学技术政策办公室(OSTP)发布了《国家可持续海洋经济战略》《国家海洋生物多样性战略》和《国家水生eDNA战略》等3项海洋新战略,旨在推动海洋可持续管理,应对未来威胁海洋健康的关键挑战(如全球变暖)。这3项新战略是对2023年美国提出的《海洋气候行动计划》的补充,是首次发布的利用海洋力量来应对气候危机的综合性国家战略。本次发布的新战略主要聚焦于制定更有效的海洋政策,实现可持续的海洋经济、保护海洋生态系统及推进eDNA技术发展。
  (三)法国新型无人艇DriXO-16海试成功,可执行多类型长续航任务
  6月5日,法国艾克塞尔(Exail)科技公司研发的新型远洋无人艇(USV)DriX O-16在法国南部拉西奥塔成功完成海上测试。该USV专为长时间作业设计,可执行多类型长续航任务,如科学研究、水文调查及海底基础设施检测等。该USV长15.75米,排水量10.5吨,油箱2300升,最远航程3500海里,最大航速16节。该USV还可集成动力定位系统和多种设备,具有小型无人遥控潜水器(ROV)、1000米级自主潜航器(AUV)等设备的拖曳能力,并配备ROV、AUV自动发射和回收系统。
  (四)海洋去除二氧化碳的效果仍需进一步研究,大规模产业化为时尚早
  二氧化碳去除(CDR)是指从大气中直接收集CO2,并将其长期封存在地质构造、陆地或海洋储层中,这对于实现将全球升温限制在1.5℃以内的目标至关重要。目前,贝类养殖、海藻养殖、沿海蓝碳(例如海草床)和增加鲸鱼数量等4种海洋生物过程的CO2去除效果广受关注,英国东英吉利大学的学者对该4种生物过程进行分析,发现其去除碳的能力具有较大的不确定性。此外,部署此类技术时所造成的非气候效应可能远远超过技术本身的碳去除能力,因此可能无法显著减缓气候变化进程。该研究强调,海洋CDR技术大规模产业化的时机尚不成熟,有必要进一步研究以明确其可行性、安全性、持久性及可拓展性。成果发表于《环境研究快报》(Environmental Research Letters)。
  增加鲸鱼数量:研究发现,平均每头大型鲸鱼可储存约33吨CO2,当其死亡并沉入海底后,可将碳封存在海底长达数百年之久。
  文献来源: Boyd P W, Gattuso J P, Hurd C L, et al. Limited understanding of basic ocean processes is hindering progress in marine carbon dioxide removal[J]. Environmental Research Letters, 2024, 19(6): 061002.
  (五)数值模型揭示,海底地形对全球长期碳循环有直接影响
  全球碳循环涉及碳元素在大气、海洋和大陆之间的交换,在调控地球气候演化方面发挥了重要作用。美国加州大学的学者利用长期海洋-大气-沉积物碳循环储存模型(LOSCAR),通过调整海底地形参数,探讨了过去8000万年间海洋盆地体积的变化及其对全球碳循环的影响。结果显示,海洋碱度、方解石饱和状态和碳酸盐补偿深度(CCD)在很大程度上取决于浅海地形(小于600米)的变化和深海地形(大于1000米)的分布方式,表明海底地形的变化可以改变深海碳酸盐的沉淀和溶解平衡,从而进一步影响大气中的CO2浓度和全球气候变化。该研究强调海底地形变化对CCD和全球碳循环的长期影响,揭示了海底地形对海洋碳平衡的重要性。成果发表于《美国国家科学院院刊》(PNAS)。
  碳酸盐补偿深度:指海洋中碳酸钙输入海底的补给速率与溶解速率相等的深度面,是控制碳循环的重要因素。
  文献来源:Bogumil M, Mittal T, Lithgow-Bertelloni C. The effects of bathymetry on the long-term carbon cycle and CCD[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2024, 121(21): e2400232121.
  (六)科学家发现可降解海洋塑料的真菌,阳光照射是影响降解效率的重要环境因素
  近年来,海洋塑料污染问题越来越严重。荷兰皇家海洋研究所科学家从北太平洋亚热带环流漂浮塑料碎片中分离出一种真菌,将其培养在实验室含有标记碳的特殊塑料上。实验观察到,该真菌每天的乙烯降解率约0.05%(重量百分比),同时将其转化为自身能量,紫外线是实现这一过程的重要环境因素。然而,研究认为,大多数塑料会沉入深层海洋,因缺失光照而难以被这种真菌完全分解,未来研究需进一步探索海底是否有其他能够降解塑料的真菌。该研究为了解海洋中塑料降解过程提供了重要见解,为寻找更多处理塑料污染的生物提供了新思路。成果发表于《综合环境科学》(Science of The Total Environment)。
  文献来源:Vaksmaa A,Vielfaure H,Polerecky L,et al. Biodegradation of polyethylene by the marine fungus Parengyodontium album[J]. Science of The Total Environment,2024,934,172819.
  (七)海洋复合极端事件发生频率和严重程度正在增加,未来将对海洋生态系统造成显著影响
  极端高温、海洋酸化和缺氧事件对海洋生态系统构成严重威胁,当这些极端情况在垂直水柱中同时发生时,称为复合极端事件(CCX)。瑞士苏黎世联邦理工学院的学者基于1961—2020年的全球海洋数值模型模拟数据,利用相对百分位阈值方法研究了CCX的特征和影响。结果表明,1961年以来,CCX的空间体积一直在增加,到2020年已占全球海洋体积的20%。此外,CCX通常持续时间为10~30天,主要发生在热带和高纬度海域,最高导致海洋生物适宜居住空间减少75%。这表明随着未来气候变暖,海洋生物的生存空间将进一步缩小。这项研究首次全面地分析了海洋极端情况,对于进一步探究其对海洋生态系统造成的潜在危害具有重要意义。成果发表于《美国地球物理学会进展》(AGU Advances)。
  文献来源:Wong J, Münnich M, Gruber N. Column‐compound extremes in the global ocean[J]. AGU Advances, 2024, 5(3): e2023AV001059.
  (八)锆石氧同位素记录揭示,地球水循环或始于40亿年前
  在地球早期,淡水与新形成大陆间的相互作用被认为是生命起源和演化的关键,然而地球水循环的开始时间一直难以确定。通过对澳大利亚西部杰克山的锆石晶体进行氧同位素分析,澳大利亚科廷大学的学者探讨了其形成的环境条件,进而追踪了水循环的起始时间。研究发现,锆石氧同位素组成分别在40亿—39亿年前和35亿—34亿年前出现显著低值,与全球2个岩浆活动期相对应。结合数值模拟研究,学者认为氧同位素低值是浅层地壳岩浆系统与大气水(即淡水)相互作用的结果,表明地球水文循环可能在40亿年前或更早就已经开始。研究强调,大陆地壳的出现、淡水的存在及水循环的开始,致使地球可能在形成不到6亿年后就已经具备了孕育生命的环境条件。成果发表于《自然·地球科学》(Nature Communications)。
  文献来源:Gamaleldien H, Wu L G, Olierook H K H, et al. Onset of the Earth’s hydrological cycle four billion years ago or earlier[J]. Nature Geoscience, 2024: 1-6.
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