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:2025-04-09
  (一)美国蒙特利湾海洋研究所推出便携型分布式海底监测系统
  美国蒙特利湾海洋研究所(MBARI)3月17日讯,该所研发推出便携型分布式传感系统Geo-Sense。该系统通过测量激光在光纤电缆中的变化捕捉海底微小扰动,检测分辨率达1~10米,监测范围可超100公里,实现实时、广域、长期、高分辨率的海底地质过程监测,可为海底沉积物输送、水下滑坡和流体渗漏等关键过程研究提供支持,未来将聚焦于海底灾害预警。2025年1月,研发团队在蒙特利峡谷成功完成首台Geo-Sense原型机测试,收集了沉积流数据,并计划于今年底开展二次部署,于2026年测试其在活跃冷泉区的应用潜力。(信息来源:MBARI官网)
  (二)西班牙海洋研究所调查大西洋加那利群岛区深海珊瑚健康状况
  西班牙海洋研究所(IEO)3月17日讯,该所的科研团队首次系统调查了大西洋中部加那利群岛区海域的深海珊瑚状况。科研团队搭乘西班牙“安赫莱斯·阿尔瓦里尼奥”号(Angeles Alvarino)科考船进行多波束海底地形测量,利用LIROPUS号遥控潜水器(ROV)、TASIFE号拖曳式海底摄像机(ROTV)获取了沉积物样本及珊瑚区视频影像,并进行了水柱剖面测量分析。航次后,研究团队通过稳定同位素、遗传学及组织学等分析手段处理样本,以了解珊瑚在食物网中的作用、基因连通性及繁殖特征等。此次科考是欧盟BIOVID项目的一部分,旨在改进珊瑚物种分布模式的测绘研究技术,完善生物多样性监测体系,为提出生态保护措施提供科学支持。(信息来源:IEO-CSIC官网)
  (三)欧盟钻取最古老南极冰心,已启程运往欧洲
  英国南极调查局(BAS)3月19日讯,迄今钻取的最古老南极冰心已启程运往欧洲。这些冰心样品由欧盟资助的“超越EPICA”项目(Beyond EPICA)从南极洲冰穹C(Little Dome C)钻取,全长约2800米。冰心预计于4月16日抵达意大利,随后送往德国进行加工和切片,最终分发到欧洲各实验室进行多样化分析和研究。科学家们期望通过研究古老冰心样本,将高分辨率气候记录从80万年延长至120万年以上,以揭示地球冰川周期和温室气体变化的演变。“超越EPICA”项目由意大利极地科学研究所(CNR-ISP)领导,项目为期7年(2019年—2026年),旨在通过南极冰盖钻探获取古老冰心样品,揭示地球长期气候变化机制。 (信息来源:BAS)
  (四)意大利国家海洋与应用地球物理研究所在地中海释放漂流浮标,以优化海洋污染应急响应
  意大利国家海洋与应用地球物理研究所(OGS)3月18日讯,意大利弗留利-威尼斯朱利亚地区环境保护局(Arpa FVG)与该所合作,在地中海的里雅斯特湾释放了8个卫星追踪型漂流浮标,以研究该海域的洋流动态。这些浮标将记录表层水体的运动方向、强度及温度等参数,并通过全球导航卫星系统(GNSS)进行数据传输,浮标于48小时后回收。测量数据将用于优化海洋污染应急响应模型。此次释放是OGS与地区政府合作的延续,未来10个月内计划每两个月进行一次类似活动,提高对海洋环境的监测能力,为应对海上突发事件提供科学支持。(信息来源:OGS)
  (五)日本新一代北极研究船“未来2”号命名下水
  日本海洋研究开发机构(JAMSTEC)3月19日讯,日本皇室成员为日本海洋联合有限公司(JMU)正在建造的新一代北极研究船“未来2”号(Mirai II)举行命名和下水仪式。该船全长128米,宽23米,总吨位13000,能够以3海里时速连续破开1米厚冰层,符合极地4级标准。“未来2”号配备了现代化大气、海洋、海冰等观测设备,采用电力推进系统和可变螺距型螺旋桨,能够在北极海域进行高质量科研活动。该船将接替JAMSTEC即将退役的“未来”号(Mirai),提升日本在极地研究和全球环境气候变化研究领域的能力。JMU将继续进行舾装工作并海试,计划于2026年11月向JAMSTEC交付。(信息来源:JAMSTEC)
  (六)大部分地幔过渡带的含水区位于大陆板块内部火山下方,是触发板内火山活动的关键因素
  尽管地幔过渡带(MTZ)可能储存了相当于数个海洋水量的水,但关于这些水的分布、来源及其对火山活动的影响仍存在诸多未知。挪威奥斯陆大学学者利用过去4亿年的板块构造重建模型,评估俯冲板块将水带入地幔过渡带的速率和位置。通过将这些数据与过去2.5亿年中板内火山活动(IPV)的地点进行比较,发现地幔过渡带中富水区域与IPV之间存在显著相关性,42~68%的IPV发生在地幔过渡带中水饱和度较高的区域,但需要满足三个前提:板块下沉速率超过1厘米/年、水在MTZ中滞留30—100Ma、IPV喷发滞后10—30Ma。研究认为,水在地幔过渡带中的长期滞留可能是触发IPV的关键因素。该研究揭示了地球内部水循环及其对火山活动的影响,有助于更准确地预测和解释全球范围内的火山活动模式。成果发表于《地球化学、地球物理学和地球系统学》(Geochemistry, Geophysics, Geosystems)。
  文献来源:Helene W, Valentina M, Clinton p, et al. Hydrous Regions of the Mantle Transition Zone Lie Beneath Areas of Continental Intraplate Volcanism[J]. Geochemistry, Geophysics, Geosystems,2025, 26, e2024GC011901.
  (七)东太平洋海隆洋壳与地幔过渡带厚度呈负相关,反映洋中脊地幔性质不均一性
  地幔过渡带(MTZ)与地壳厚度的关系对于理解大洋中脊洋壳增生过程至关重要。法国巴黎城市大学的学者基于海底地震仪(OBS)采集的数据,运用全波形反演技术(FWI),对东太平洋海隆9°N附近新生代洋壳的深部结构进行解析,发现长约70公里的剖面中,下地壳不同深度存在熔体侵入和结晶现象,其下方莫霍面较为模糊,MTZ厚度与地壳厚度呈负相关。研究认为,这些特征可能归因于沿地幔热结构的变化。在较热区段,熔体上升到地壳下部加厚区域;而在较冷区段,熔体在深部聚集加厚了MTZ。此外,熔体迁移效率对地壳和MTZ厚度亦有影响,反映了沿洋中脊走向地幔性质的不均一性。该研究揭示了洋壳结构与MTZ之间的关系,为理解大洋中脊洋壳增生过程提供了新见解。成果发表于《地球与行星科学快报》(Earth and Planetary Science Letters)。
  文献来源:Wang Z K, Satish C S, Canales J P. Link between crustal thickness and Moho transition zone at 9°N East Pacific Rise[J].Earth and Planetary Science Letters,2025,658, 119309.
  (八)研究瞬态吸引剖面,可有效提高太平洋垃圾带的清理效率
  太平洋垃圾带是由北太平洋亚热带环流将海洋表面垃圾聚集而形成的区域,对其清理需要依靠精准的微塑料分布预测模型。德国汉堡大学的学者基于卫星获取的北太平洋亚热带环流区中尺度洋流数据,构建了首个20年每日的瞬态吸引剖面(TRAP)特征数据集,系统解析了海洋表层物质吸引机制。研究发现,TRAP作为海面瞬时应变场形成的动态吸引结构,平均持续6天,长寿命TRAP甚至可维持30天以上,其演化阶段直接控制周边漂流物的运动轨迹。处于生命周期后期的TRAP能引发大规模垃圾汇聚,并促使碎片沿双曲线路径流线型排列,形成5天周期的绕行模式。研究认为,中尺度清理作业应优先锁定成熟期TRAP区域,该方法可提升垃圾带清理效率30%以上。研究强调,未来需结合亚中尺度高分辨率观测数据,进一步揭示TRAP内物质的滞留机制。成果发表于《海洋科学》(Ocean Science)。
  瞬态吸引剖面(TRAP):是漂流物体聚集的区域,由两组或多组涡流或循环流汇集在一起形成。
  文献来源:Kunz L, Griesel A, Eden C, et al. Transient Attracting Profiles in the Great Pacific Garbage Patch[J]. Ocean Science, 2024, 20(6): 1611-1630.
  (九)岩石圈继承性对后续构造活动的影响可延续近20亿年
  海底断裂带的分布通常反映岩石圈薄弱带的历史印记,但大西洋纽芬兰至伊比利亚海域的断裂带异常缺失,这一现象与板块构造理论存在矛盾,至今仍未有合理解释。加拿大纽芬兰纪念大学的研究人员通过分析劳伦古大陆元古代造山带的空间分布,结合地质年代学证据,系统解析了圣劳伦斯地区的地质演化史。研究发现,这一形成于5亿年前伊阿佩坦(Iapetan)裂谷期的巨型地质构造,先后主导了阿巴拉契亚造山运动的时空格局,并影响了大西洋裂谷期浅海大陆架及断裂带的几何形态。研究证实,圣劳伦斯地区作为岩石圈强度异常的载体,其形成可追溯至20亿年前罗迪尼亚超大陆拼合期古造山运动形成的遗迹。这一发现表明,岩石圈继承性对后续构造活动的影响可延续近20亿年,并跨越多个威尔逊旋回,其影响力在历经数次大陆裂解-聚合后仍清晰可辨。该研究揭示了古大陆克拉通遗迹对现代海底地貌的深远影响,为理解超大陆演化提供了关键线索。成果发表于《地质学》(Geology)。
  文献来源:Welford J K. Unusually fracture-free seafloor in the southern North Atlantic between Newfoundland and Iberia explained through compound[J]. Geology, 2025.
  (十)海平面与冰量变化对深层水循环与气候系统有重要调节作用
  如今的太平洋北部高纬度地区不会形成深水循环,但地质记录显示,在温暖的上新世时期该区域可能存在类似大西洋的深层水循环系统,这一发现对理解全球气候演变机制至关重要。英国伦敦玛丽女王大学的学者基于北太平洋沉积物的耦合镁/钙-氧同位素记录(Mg/Ca-δ18O),首次发现在270万年前上新世北太平洋存在两个不同的水团。其中,北太平洋深水团(NPDW)比底层深水团更低温低盐。研究发现,约270万年前的冰期阶段,NPDW生成量锐减,这与海平面下降导致的海洋通道变化密切相关。研究表明,白令海峡等关键海洋通道的开闭状态会显著影响深水环流强度,进而通过热量输送调控全球气候系统。该成果首次建立了太平洋深水形成与冰量变化间的直接联系,表明地质时期北太平洋可能承担过类似现代大西洋的“气候调节器”功能。成果发表在《自然·通讯》(Nature Communications)。
  文献来源:de Graaf, F., Ford, H.L., Burls, N. et al. Reduced North Pacific Deep Water formation across the Northern Hemisphere Glaciation[J]. Nature Communications, 2025, 16(1): 2704.
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