2024年03月16日 星期六

【信息】海洋科技动态

发布时间:2025-06-09

  (一)国际海底管理局数据接入联合国互联数据平台,推动海洋数据共享与研究

  国际海底管理局(ISA)5月6日讯,该局宣布将其专业数据库DeepData接入由联合国教科文组织政府间海洋学委员会(IOC-UNESCO)管理的海洋数据和信息系统(ODIS)。ODIS是国际互联数据平台,致力于提升海洋数据的可访问性、可操作性和应用价值,DeepData接入该系统提升了科研人员获取深海勘探活动数据的便捷性,有望促进对海洋环流模式和深海生态系统的研究,加速海底活动生态影响评估,完善全球气候变化预测模型。此次合作深化了ISA与IOC-UNESCO之间的伙伴关系,有利于推动全球海洋科学合作与数据共享。(信息来源:ISA官网)

  (二)德国科研机构合作备份美国关键气候数据,防范政治风险导致数据封锁

  德国阿尔弗雷德·魏格纳海洋极地研究所(AWI)和不来梅大学海洋环境科学中心(MARUM)启动合作,通过PANGAEA地球和环境科学数据平台备份美国国家海洋和大气管理局(NOAA)公开的历史观测数据集。首批备份数据包括:公元前2150年至公元1996年的地震目录,以及1638年至1985年的美国地震强度数据库。该合作旨在应对美国科研预算调整可能导致的数据封锁风险,确保这些科学数据能够长期开放获取。AWI和MARUM表示,将继续推进数据标准化处理工作,并与亥姆霍兹联合会协调更大规模的数据保护计划。(信息来源:AWI官网)

  (三)德国启用新型ROV,开展大西洋热液区科考

  德国不来梅海洋环境科学中心(MARUM)在“流星号”科考船(METEOR)M210航次中,首次启用新型 MARUM-QUEST 5000型ROV对北大西洋中脊梅内兹格温热液区(Menez Gwen)开展调查,成功完成热液喷口采样和生物观测等任务。该ROV由泰克尼普FMC-希林机器人技术公司(TechnipFMC Schilling Robotics)公司研制,配备升级版液压机械臂和高精度采样系统,可完成热液喷口地球化学采样、生物群落观测及深海观测站维护等任务。研发项目耗资450万欧元(约合人民币3500万元),德国联邦政府与不来梅州各承担50%,其作业过程首次通过互联网视频平台实现实时直播。此航次将延续前序航次研究,重点分析热液区生物地球化学过程,数据将纳入德国“海底-地球界面”(The Ocean Floor-Earth's Uncharted Interface)卓越集群研究计划。(信息来源:MARUM官网)

  (四)挪威在北极成功测试自主机器人协同观测系统

  海洋新闻网(OceanNews)5月7日讯,挪威科技大学(NTNU)联合挪威国家石油公司(Equinor)、挪威国防研究院(FFI)等机构在斯瓦尔巴群岛(Svalbard)成功测试“观测金字塔”系统。该系统整合自主水下潜航器(AUV)、水面无人艇(USV)、低空无人机(UAV)及NTNU研究卫星,成功实现从海底到太空的同步海洋观测,重点监测了孔斯峡湾(Kongsfjorden)春季藻华现象,验证了无人观测系统的协同作业能力。该技术基于二十年的研发积累,相比传统船舶观测具有成本低、效率高、响应快等优势,未来可应用于海洋科研、工业检测及国防安全等领域。(信息来源:oceannews官网)

  (五)国际航海团队与科研机构合作,使用探险船助力全球海洋气候研究

  国际航海探索团队马利齐亚(Team Malizia)5月6日在德国柏林海洋大会上宣布,该团队获得德国AWI、GEOMAR等海洋科研机构支持,将使用新型铝制探险船“马利奇亚探险者”号(Malizia Explorer)开展气候与海洋研究保护工作。该船长25.99米,配备“Ocean Pack”数据采集系统、CTD采样器等科学仪器,首航任务将聚焦南极海域,未来将拓展至北极圈,助力全球海洋酸化、碳循环及气候变化研究。马利齐亚团队是一支以航海竞技与海洋环境保护为核心使命的国际航海团队,致力于推动全球对海洋生态和气候危机的关注。(信息来源:Team Malizia官网)

  (六)古潮汐模型揭示西北欧大陆架浅海泥质沉积物演化过程

  浅海区域的泥质沉积物是重要的蓝碳储存库,对缓解气候变化和保护海洋生态系统具有关键作用。然而,目前在数据匮乏地区,精准定位这些泥质沉积物的分布并评估其碳储存潜力仍面临巨大挑战。英国班戈大学学者利用高分辨率古潮汐模型,结合冰期后海平面变化和冰川同造调整模型,重建了西北欧大陆架浅海过去1.7万年至今的潮汐动力条件,成功模拟了弗拉登地、凯尔特深海和西爱尔兰海泥带三个主要泥质沉积中心的形成与演化过程。研究发现,凯尔特深海和西爱尔兰海泥带的泥质沉积在过去1万年中持续增加,而弗拉登地的泥质沉积则是古代海洋环境的遗迹,由1.7万至 5千年前较为平静的潮汐条件形成并被保存至今。这一成果不仅揭示了古海洋动力对泥质沉积物分布的深远影响,还表明通过模拟古海洋条件,可为数据有限海域的碳储存评估提供关键支持,对制定蓝碳保护与管理策略具有重要意义。成果发表于《地球物理研究杂志:海洋》(JGR: Oceans)。

  文献来源:Ward S L, Bradley S L, Roseby Z A, et al. The role of long‐term hydrodynamic evolution in the accumulation and preservation of organic carbon‐rich shelf sea deposits[J]. Journal of Geophysical Research: Oceans, 2025,130,e2024JC022092.

  (七)中生代海洋革命期间,钙质浮游生物的出现促进了钙质有孔虫的繁荣

  有孔虫作为一种在海洋生态系统中扮演重要角色的微小生物,构成了深海生态系统 50% 的生物量,然而目前学界对于其在地质历史中海洋化学变化环境下的长期演化模式研究仍然不足。美国德克萨斯大学的学者收集显生宙(5.41 亿年前)2282个底栖有孔虫属数据,详细分析了有孔虫壳体类型(包括钙质、胶结质和有机质)的多样性变化,并将其与海洋化学演变进行对比,同时运用统计学方法计算了不同时期有孔虫的起源率和灭绝率。研究发现,在中生代海洋革命(MMR)期间,随着钙质浮游生物在海洋中的广泛出现,钙质有孔虫的多样性显著增加,其灭绝率则大幅下降,并逐渐成为现今主要的有孔虫类型。这表明 MMR 期间海洋碳酸盐动力学的变化对有孔虫的演化轨迹产生了深远影响,而钙质有孔虫的繁荣得益于海洋碳酸盐循环的稳定。该研究不仅揭示了有孔虫在地球历史中如何应对海洋化学变化的奥秘,还为理解其他海洋生物在地质时期对环境变化的响应提供了关键线索,有助于更好地预测现代海洋生物在当前海洋酸化等环境变化下的未来走向。成果发表于《英国皇家学会会刊》(Proceedings of the Royal Society)。

  中生代海洋革命(MMR):指中生代期间海洋生态系统发生的一系列重大变化,主要由捕食者进化、环境变化和营养物质输入等因素引发,导致海洋生物适应、进化及生态系统重组,进而改变了海洋生物多样性、分布和碳酸盐循环,为现代海洋生态系统形成奠定基础。

  文献来源:Faulkner Katherine, Lowery Christopher, Martindale Rowan Clare, et al. Record of Foraminifera test composition throughout the Phanerozoic[J].Proc. R. Soc. 2025B.29220250221.

  (八)研究大洋钻探数据和样品,提出1.17亿年前赤道大西洋门户打开分为两个阶段

  赤道大西洋门户作为中生代地球气候与海洋环境演变的关键通道,其开启过程直接影响全球洋流格局与气候变化。英国赫瑞-瓦特大学的研究团队通过沉积记录首次揭示了该通道形成的时间线,为理解海洋-气候系统相互作用提供了关键证据。该研究依据大洋钻探DSDP 41航次367站位获取的资料,以区域二维地震反射数据和岩心样品生物地层年代研究为基础,系统解析了该区域5个地层单元的构造特征,发现了沉积物波浪形态等沉积特征,据此提出初始通道开启可分为两个阶段:1.17亿—1.13亿年前形成边缘海并引发赤道水体渗透,1.13亿年后通道深度扩展实现持续水交换。该研究揭示了海洋通道演变对环流格局的动态调控,更通过沉积学证据证实了海底构造运动对地球气候系统的深远影响,为预测现代气候变化提供了地质历史参照。成果发表于《全球和行星变化》(Global and Planetary Change)。

  文献来源:Duarte D, Erba E, Bottini C, et al. Early Cretaceous deep-water bedforms west of the Guinea Plateau revise the opening history of the Equatorial Atlantic Gateway[J]. Global and Planetary Change, 2025, 249: 104777.

  (九)全球超过99.9%的深海区域尚未被观测,可能导致对海洋生态认知偏差

  深海生态系统对地球环境调节具有不可替代作用,但人类对其认知仍存在巨大空白。全球超过99.9%的深海区域至今未获得任何目视观测数据,这种信息缺失阻碍了海洋科学研究的发展。海洋探索联盟的研究团队基于44,000次深海潜水数据构建分析模型,首次系统量化了人类对200米以下深海的观测覆盖程度。研究发现,现有海底观测总面积仅相当于比利时国土的十分之一,且65%的数据集中在美国、日本、新西兰三国专属经济区内。该研究表明,当前深海研究存在严重的地域失衡和技术垄断问题,可能导致对海洋生态认知的系统性偏差。研究者警告,这种数据鸿沟将影响全球海洋治理决策的科学性,强调亟须建立国际协作机制,推动观测技术共享和科研资源均衡分配,为制定公平有效的海洋保护政策提供支撑。成果发表于《科学·进展》(Science Advances)。

  文献来源:Katherine L. C. Bell et al. ,How little we’ve seen: A visual coverage estimate of the deep seafloor[J]. Science Advances, 2025, 11(18): eadq8602.

  (十)卫星数据与生物模型结合,揭示富营养海域碳输出的动态规律

  地球气候系统的稳定性与碳循环过程密切相关,其中海洋通过表层有机碳向深海的碳输出,在调节大气二氧化碳浓度中发挥关键作用。然而,由于深海观测难度大,现有模型多依赖卫星反演的浮游植物数据,导致预测存在显著偏差。美国蒙特利湾水族馆研究所(MBARI)创新性地将浮游生物动态模型与卫星洋流数据相结合,首次系统考量了光合作用产生有机物与碳输出过程之间的时空延迟效应。研究发现,传统模型因忽略浮游植物生长与碳沉降之间的时间差(可导致数百公里空间偏移),从而严重影响了预测精度。通过时空耦合的新方法,即便不依赖海洋颜色卫星数据,也能更精准刻画碳输出的空间分布特征。该成果不仅揭示了富营养海域碳输出的动态规律,还为构建新一代碳通量遥感模型提供了理论框架,对评估海洋碳汇能力和气候变化响应具有重要意义。成果发表在《地球物理研究快报》(Geophysical Research Letters)。

  文献来源:Messié M, Huffard C L, Stukel M R, et al. Spatial and temporal interplay between oceanic circulation and biological production in shaping carbon export off the California coast[J]. Geophysical Research Letters, 2025, 52(7): e2024GL113707.

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