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:2025-12-02

(一)日本意图与美国合作,共同产业化开发深海稀土

日本政府有关人士于116日表示,日本政府正考虑和美国开展合作,共同推动西太平洋南鸟岛附近的深海稀土资源开发。此前的1028日,美日签署合作文件,承诺共同保障包括稀土在内的关键矿产资源供应,以加强双方经济安全。南鸟岛距东京约1900 km,日本海洋研究开发机构(JAMSTEC)评估该岛周边海域的稀土蕴藏量超过1600万吨,规模居全球第三。JAMSTEC计划于20261月利用地球号大洋钻探船启动含稀土泥浆抽取试验,2027年进行更大规模试采并开展经济性评估,目标是到2028年后尽早实现深海稀土产业化开发。(信息来源:JAMSTEC

日本东南部南鸟岛专属经济区内,深海稀土资源丰富(图源:JAMSTEC

(二)德国“太阳”号科考船在东南太平洋开展陆-海相互作用调查研究

108日,德国“太阳”号科考船(RV SONNE)从智利北部港口梅希略内斯湾(Mejillones Bay)启航,前往东南太平洋和智利北部海域,展开陆海统筹研究,通过海底取样分析,重建南美洲阿塔卡马沙漠(世界上最干旱地区之一)的演变历史及海-陆相互作用的气候过程。由德国及其他国家35名科学家组成的航次科学团队,通过采集分析智利北部海域大陆架与大陆坡的沉积物岩心,重建阿塔卡马沙漠的历史环境与气候条件,并识别地质尺度上极度干旱与干旱时期转变的机制。航次研究成果将有助于理解大尺度海-系统对全球干旱区气候变化的影响机制。预计1117日,“太阳”号将抵达巴拿马巴尔博亚港。(信息来源:Marum官网)

 太阳号甲板上的岩芯切割作业(图源:Marum

(三)日本科学家发现深海管虫新物种,具有独特的吸盘结构

日本名古屋大学与JAMSTEC组成的联合研究团队,近日在冲绳南大东岛西北海域843米深海底,发现一种与玻璃海绵共生、具有特殊吸盘结构的新型管虫—“吸盘管虫Lanice spongicola sp. nov.),其独特的附着方式为理解极端环境下生物的形态适应与生态分化提供了珍贵案例。研究团队通过ROV观测,发现该管虫在身体前部发育吸盘状结构,借此牢固附着于玻璃海绵表面,并在缺乏沉积物的深海岩石环境中构筑管状巢穴。这一发现突破了学界对管虫类生物普遍依赖沉积物筑巢的传统认知。研究者表示,吸盘结构在管虫类群中属首次发现,是生物应对强海流、无沉积物等严峻深海环境的关键适应性特征。该发现不仅揭示了形态创新如何驱动生物开拓新的生态位,也为理解深海生物多样性形成机制提供了重要实证依据。(信息来源:JAMSTEC

南大东岛海域843米深海底吸盘管虫(Lanice spongicola sp. nov.):A. 玻璃海绵;B. 吸盘管虫附着在玻璃海绵表面构建的管状巢穴;C. 吸盘管虫,可见羽状触手结构(图源:JAMSTEC

(四)德国、印尼科研团队首次应用无人机与水下激光雷达协同作业

德国汉堡港口城市大学与印尼万隆理工学院联合团队,在"普拉穆卡野外作业2025"项目中成功实现全球首次空海一体化协同测绘。团队利用德国弗劳恩霍夫光子微系统研究所(IPMS)研发的无人空中测激光扫描仪(ABS)与水下激光雷达扫描仪(Uli),结合多波束声纳及水下摄影测量技术,对印尼普拉穆卡岛10米浅海海域进行精细化测量,同步获取空海数据。实验表明,该技术融合方案在精度与效率上优势显著,特别是ULi系统实现了突破性测量精度,能精准捕捉水下微地貌特征。相关测量数据将结合卫星影像,以构建开放的普拉穆卡海岸三维模型。该成果不仅可推动全球海道测量标准完善,也为海洋资源开发、生态保护及水下基础设施监测提供了新的技术支撑。(信息来源:Ocean News & Technology

上图为水下激光雷达扫描仪(ULi)与空中测深激光扫描仪(ABS)工作场景,下图清晰展现了水下10米的岩石与植物等精细结构,扫描线轨迹清晰可见(图源:Ocean News & Technology

(五)欧盟启动29亿欧元绿色燃料计划,加速航空与海运业脱碳进程

118日,欧盟委员会宣布投资29亿欧元提升航空与海运绿色燃料产能,以应对该领域占交通运输业26.4%的排放难题,支撑欧盟实现2050年净零目标。该笔资金将从欧盟2027年前的年度预算中列支,重点投向可再生与低碳燃料领域的创新技术研发及产业化。配合该投资计划,欧盟明确相关行业减排目标:海运业自 2025年起年均减排 2%,至2050年温室气体排放量降低至80%;航空业则需在2035年前将可持续航空燃料(SAF)的使用比例提升至20%(信息来源:Nautical Voice官网)

EU Unveils €2.9 Billion Green Fuel Initiative

欧盟支持海运业使用绿色燃料,到2050年实现80%减排目标(图文无关)(图源:Nautical Voice

(六)分析多波束测深数据,发现地震诱发海底峡谷滑坡、重塑地貌的过程

海底滑坡频发对峡谷地形、沉积动力学及潜在海啸风险的影响仍不明确。新西兰坎特伯雷大学的研究团队利用2016年新西兰南岛7.8级地震前后,分别采集的凯库拉海底峡谷(Kaikoura Canyon)高分辨率多波束测深数据(精度约2米),系统分析了地震诱发的海底滑坡机制。结果显示,峡谷上游泥沙层发生多处浅层塌陷滑动,单个滑坡体体积小(<2000立方米)、深度浅(<10米),但密集分布于数百米范围内,表明地震通过触发大量小型滑坡产生显著的总效应。积物样品分析发现,震后形成的新沉积层颗粒更细,说明物质经历了剧烈的再沉积和搬运过程。海底滑坡削平峡谷陡坡,表面留下沟槽与冲刷坑,清晰揭示了地震期间沉积物的快速迁移与重塑过程。该研究认为,虽然浅层滑坡在强震中普遍存在,但由于海底环境复杂且变化迅速,过去缺乏直接观测。凯库拉地震提供了一个难得的机会,让科学家首次看到地震如何在几分钟内重塑海底地貌的过程。研究成果发表于《地质学》(Geology)。

文献来源:Gnesko L, Stahl T, Mountjoy J J, et al. Transient evidence of shallow coseismic submarine landslides shaping canyon head geomorphology: Insights from the 2016 Kaikoura earthquake, New Zealand[J]. Geology, 2025.

凯库拉海底峡谷上游一处的地震前后多波束测深地形对比(图源:Gnesko et al., 2025

(七)全新世南极冰架坍塌机制:融水释放-极深层水入侵-冰架失稳

极深层水(CDW)对南极大陆架的入侵,是导致南极冰盖加速损失的关键因素之一。日本国立极地研究所的研究团队分析南极东部吕佐夫-霍尔姆湾(LHB)冰架沉积岩芯,结合铍同位素(10Be/9Be)、碳氧同位素等指标,发现该冰架坍塌于约9000年前,并与内陆冰盖同步变薄。同时,发现极深层水强烈入侵,表现为底栖有孔虫δ¹³C降至0.3—0.4‰,且入侵持续至6161±142年前。研究表明,10000—9000年前南极相邻区域排放大量淡水,可能加剧了绕极深层水对吕佐夫-霍尔姆湾海槽的入侵。总体上,末次盛冰期以来,西南极等冰盖消融释放巨量淡水,强化了南大洋海洋层结,导致暖性绕极深层水向陆架海槽入侵,加剧冰架底部融化。这一融水释放-绕极深层水入侵-冰架失稳的循环过程,与区域海平面上升共同触发了南极冰架崩解和内陆冰体加速流失。研究成果发表于《自然·地球科学》(Nature Geoscience)。

文献来源:Suganuma, Y., Itaki, T., Haneda, Y. et al. Antarctic ice-shelf collapse in Holocene driven by meltwater release feedbacks. Nat. Geosci. (2025).

南极东部吕佐夫-霍尔姆湾的沉积岩芯位置及海洋学特征图(图源:Suganuma et al., 2025

(八)极地海冰流失导致海洋光照加强,将对生态系统造成负面影响

气候变化使极地海冰大规模消融,导致海洋光照增强,影响海洋生态系统。国法拉隆研究所学者结合CMIP6(第六次国际耦合模式比较计划)模型与光谱辐射传输模型,模拟海冰、波浪、云、臭氧、温盐及叶绿素a等多要素对北极海域季节性光吸收反射的影响,以探究海洋生物的光照响应机制。研究者预测,到2100年,白令海峡北部、楚科奇海和巴伦支海的可见光量将增长75%160%。夏季光照增强、水温升高与浮游植物水平下降,将抑制冷水性鱼类的生长与生存,降低其秋季存活率,并导致2060年后其适宜栖息地显著缩减。虽然暖水物种受影响较小,但可能在极夜期间于高纬度区域面临生存挑战。海洋变暖与光照增加的协同作用将加速北极生态系统变迁,压缩过渡带北极物种生存空间,又驱动北方海洋物种向北极扩张。研究成果发表于《自然·通讯》(nature communications)。

文献来源:Kristiansen, T., Varpe, Ø., Selig, E.R. et al. Climate change impacts on ocean light in Arctic ecosystems. Nat Commun 16, 9798 (2025).

Fig. 1

气候变化对海洋光照的影响示意图(图源:Kristiansen et al., 2025

(九)最新评估,全球海草总面积16万—26万平方公里,生物碳储量2,4004,000万吨

海草草甸通过生物量与沉积物储存碳,在全球碳循环中发挥关键作用。然而,由于缺乏对全球海草生物碳储量和净初级生产力(NNP)的系统评估[1],对海草在碳循环中的实际贡献仍然认知有限。西班牙巴塞罗那大学学者通过公开文献,整合了全球66个国家共8576个采样点的海草研究数据,对海草草甸生物碳储量与净初级生产力进行系统评估。研究结果认为,全球海草总面积16,0387—26,6500 km²,每年每公顷海草的净初级生产力达5.8吨(居光合生态系统前列),由此估算全球海草草甸的生物碳储量为2400万—4000吨,每年的净初级生产力8300—13700吨。且不同地区海草的生物碳储量存在显著差异,过去100年中因海草损失已造成巨量碳排放。尽管本研究还存在覆盖面不足(近66国,仅占海草分布国的44%)、空间分辨率不高(17%的海草分布国尚未完成全面测绘)等局限,但首次系统评估了海草在全球碳循环中的重要作用,为将海草纳入碳信用计划并推动基于气候变化的保护行动提供了科学依据[2]。研究成果发表于《自然·通讯》(nature communications)。

文献来源:Gomis, E., Strydom, S., Foster, N.R. et al. Global estimates of seagrass blue carbon stocks in biomass and net primary production. Nat Commun 16, 9530 (2025).

Seagrass meadow discovered off Cornwall is one of UK's largest ever

位于英国康沃尔郡的海草草甸(图源:yourweather.co.uk

(十)深海观测表明,东太平洋海隆热液喷出范围超出以往认知

洋中脊热液循环驱动地球内部热量与物质向海洋输运,维系深海生命系统,但其在轴部以外区域的排放空间范围尚不明确。美国加州大学圣迭戈分校学者利用AUVROVHOV(载人深潜器)等多种设备获取的数据,对东太平洋海隆9°43′N—9°57′N25km范围内的热液喷口进行量化分析,发现大量热液流在洋脊轴部之外不同距离处排放。AUV在该区域识别出448个热液烟囱体,超半数位于洋脊轴部峰谷之外,显示热液排放范围远超既往认知;水体测量证实其中27%仍有活跃热液喷发。该研究表明,东太平洋海隆近轴区域热液活动广泛,对约束洋中脊总热通量、探索未知底栖生物具有重要意义。研究成果发表于《科学·进展》(Science Advances)。

文献来源:Jyun-Nai Wu et al. ,Quantifying widespread hydrothermal chimneys on the East Pacific Rise flanks between 9°43′ and 57′N.Sci. Adv.11,eadv0788(2025).

ACAUV测量发现的热液烟囱,BDHOV拍摄的热液烟囱(图源:Jyun-Nai Wu et al., 2025

 



[1] 净初级生产力:指植物通过光合作用固定的总能量(GPP)减去自身呼吸消耗(R)后剩余的能量,即可供生态系统其他生物利用的有机物质总量。

[2] 碳信用:在经过联合国或联合国认可的减排组织认证的条件下,国家或企业以增加能源使用效率、减少污染或减少开发等方式减少碳排放,因此得到可以进入碳交易市场的碳排放计量单位。




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