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:2026-07-23
  (一)日本启动天然气水合物开发计划第5阶段,争取2030年前启动由民企主导的商业化开发
  日本经济产业省资源能源厅宣布,由日本金属和能源安全组织(JOGMEC)、产业技术综合研究所(AIST)及日本天然气水合物调查公司(JMH)联合组成的MH21-S联盟正式受托启动2026—2029年度(第5阶段)海域砂层型天然气水合物开发项目,为期4年,总预算上限116.4亿日元(约合4.9亿元人民币)。2026—2027年度首先聚焦海域试采准备,重点攻关三项:①长期稳定生产的工艺障碍;②产量预测模型精度提升;③水合物富集区精细化评估。该规划承接2013、2017两轮海域试采及2023年6月“简易试采”的成果,目标是落实《海洋基本计划》及2024年修订的《海洋能源和矿产资源开发计划》,力争2030年底前启动由民企主导的商业化开发,保障国家能源安全。(信息来源:MH21-S)
  (二)日本召开国家海洋政策会议,部署深海稀土开发、高端设备研发、北极进入等战略
  日本政府于2026年6月29日召开第24次综合海洋政策本部会议,审议通过海洋领域“关键产品与技术”政府-民间投资路线图(草案),并对前沿海洋科技与战略资源开发进行多部门联合部署。在资源端,加速推进南鸟岛深海稀土的工业规模开采实证,由“地球”号执行,目标2027年内实现日产350吨含稀土沉积物的开采-运输-精炼一体化验证,力争2030年后启动商业化开发。重点攻关经济可行性与分离提炼技术,以降低对华稀土依赖、保障经济安全。在装备与感知端:通过公共采购落实自主无人潜航器(AUV)和海域态势感知(MDA)系统的初期需求,培育并扩大市场;同时依托日本宇宙航空研究开发机构的卫星链提升海洋定位与海冰观测精度。在北极端:加速新型北极科考船"未来Ⅱ"号建造(日本首艘具备破冰能力的科考船,PC4级,预计2026年11月交付),打造国际开放平台,并着手首次修订2015年版《日本北极政策》争取在2027年度完成,以强化在北极科研、航道、资源规则上的话语权。高市早苗强调,海洋是日本17个战略领域之一,将紧扣危机管理与经济增长两大核心,务实推进国家海洋战略。(信息来源:日本内阁)
  (三)“阿尔文”号载人深潜器完成大修获重新认证,重返深海潜至近6500米
  美国伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)近日宣布,载人深潜器“阿尔文”号在完成例行五年大修与测试计划后,正式获得美国海军潜艇项目主管(Submarine PMS)颁发的认证,获准重返深海执行科学考察任务,获准的最大下潜深度为6500米。“阿尔文”号为美国海军所有,WHOI作为美国国家科学基金会(NSF)资助的国家深海潜水设施(NDSF)的重要组成部分,负责“阿尔文”号的日常运营。自1964年下水至今,“阿尔文”号已完成超5000次下潜,曾参与定位1966年地中海丢失氢弹、1977年发现深海热液喷口、1985年探查泰坦尼克号残骸等重要任务,是全球服役时间最长、知名度最高的载人深潜器之一。此次大修为五年一次的例行节点,涉及深潜器全面拆解、检测、升级与重新组装等方面,并开展了码头测试与海上试验。6月20日,三名乘员完成长达7小时的认证下潜,实测下潜深度为6374米,验证了将2名科学家安全送达深海极端环境并作业的额定能力,正式认证于6月24日颁发。
  同一航次中,工程团队还测试了一款小型自主水下航行器(AUV)—“深险”号,可在载人深潜任务前开展先行侦察,采集高分辨率图像与环境数据,辅助科学家锁定目标区并制定作业方案,从而提升深潜效率。随着本轮认证完成,“阿尔文”号已正式进入新的科学考察周期,后续航次预计会重返东太平洋洋中脊等热液与构造活跃区。(信息来源:WHOI)
  (四)挪威科考/探险船REV Ocean号明年首航,以“75%科研航次+25%租赁探险航次”模式运营
  挪威REV Ocean倡议旗下的新建科考/探险船REV Ocean号(长194.9米,是全球最大游艇兼研究船)计划于2027年4月在巴西里约热内卢联合国“海洋十年”大会期间公开亮相,随后开启首个运营科考阶段。该船由挪威航运企业家KjellInge Røkke于2017年宣布捐资打造,其主要任务将聚焦海洋保护区、塑料污染、海洋教育三大方向。REV Ocean号计划以 “75%科研航次+25%租赁探险航次”方式运营,配备2300m级载人深潜器、6000m级ROV、AUV和月池,可载34名科学家。其首航时间为2027年5月—2028年9月,任务区域覆盖南大西洋-加勒比-马尾藻海-东热带太平洋,搭载研究项目有10个,项目成果将直接对接海洋保护区划定与海洋空间规划。(信息来源:Ocean News & Technology)
  (五)欧盟启动AWESOME项目,通过风力辅助推进降低航运排放与燃料成本
  由欧盟“地平线欧洲”(Horizon Europe)计划资助的先进风能系统优化与效率监测(AWESOME)项目近日启动。该项目由康士伯海事集团(Kongsberg Maritime)牵头,联合14家欧洲合作伙伴组成联合体共同实施,项目内容涵盖船舶设计、系统集成、运营验证与标准制定等完整价值链。该项目旨在通过提供经验证的工具、标准化方法与实船性能数据,重点破解当前制约风力推进规模化部署的技术瓶颈、运营与监管障碍。通过与船载控制系统和能源管理的深度集成,项目将帮助船队满足欧盟海运燃料条例及未来国际海事组织排放标准,推迟采用昂贵低碳燃料的时限。该项目核心任务包含建设两艘全尺寸示范船:一艘为Odfjell公司的化学品运输船改造项目,展示现有船舶加装风力推进系统的可行性;另一艘为Neoline公司的新造船Neoliner Origin,从设计阶段即优化风能利用。两艘示范船将在真实运营条件下收集性能数据,验证推力测量与节能评估方法,为行业规模化应用提供可靠参考。欧洲水运技术平台表示,AWESOME将进一步巩固欧洲在风力推进领域的技术领先地位,通过降低排放与燃料成本实现可持续航运。(信息来源:Ocean News & Technology)
  (六)日本2011年大地震激发核幔边界反射波,触发大范围俯冲板块界面滑动
  巨型俯冲带大地震释放的地震波如何跨板块触发次生断层滑移,是评估级联式海啸灾害的难点。美国芝加哥大学、加州理工学院领导的团队,基于日本地球观测网络(GEONET)与低增益宽频带地震网(F-net)数据,高精度重建了2011年9.0级东北大地震发生后的陆壳永久变形历程。研究表明,主震产生强剪切波(ScS波)并穿过核幔边界折返,在震后约16分钟后以近平面波形式横扫日本列岛,携带的3.75至6.25 kPa动态应力瞬间击穿了强震后处于弱化状态下的断层。同时,在跨越太平洋板块-鄂霍次克板块、菲律宾海板块-欧亚板块这两大逆冲界面上,该地震协同触发了一次跨越整个日本列岛、总体长达约3000公里的巨型慢滑移事件。该研究首次从空间实证了深部地核反射波可瞬时触发跨板块的广泛失稳现象,证明了大地震后的灾害风险并不会随着主震结束而迅速消退,为优化俯冲带巨震后的多尺度动态危险性评估提供了关键样板。成果发表于《科学》(Science)。
  文献来源:Park S, Kanamori H, Rivera L. ScS-triggered slip on megathrust interfaces after the 2011 MW 9.0 Tohoku-Oki earthquake[J]. Science, 2026, 392(6804): 1297-1301.
  (七)运用气候模拟,研究臭氧损耗驱动南大洋海表冷却的内在机制
  过去几十年来,南大洋的海表温度呈现出与全球变暖相反的变冷趋势。前人研究认为与平流层臭氧耗竭有关,但对其中的具体过程目前还不清楚。美国普林斯顿大学的学者运用耦合气候模式模拟,量化了1982至2005年间平流层臭氧损耗对南大洋海表温度(SST)的瞬变效应。研究发现,平流层臭氧损耗增强了46°S以南的纬向表面风,从而加强了向北的埃克曼输送,并促进了冷水平流,导致该区域海表温度降低。此外,整个南大洋的经向海表温度梯度加大,进而在气候态表面风的驱动下,促使更冷的水平流加剧了46°S至60°S之间的海表冷却。该效应在1982–2005年间持续存在,且超过了海表热通量和垂直平流的作用,成为臭氧驱动海表冷却的主要机制。研究成果发表于《地球物理研究快报》(Geophysical Research Letters)。
  文献来源:Li, S., Liu, W., Zhang, L., Seviour, W. J.M., & Schmidt, G. A. (2026). Stratospheric ozone depletion causes Southern Ocean surface cooling. Geophysical Research Letters, 53, e2025GL120200.
  (八)运用冰流扰动分析法,研究格陵兰冰下山谷地形
  格陵兰岛的无冰边缘地带分布着无数被山谷切割的地貌,这些山谷通常可延伸到中部冰盖之下。现有的技术手段只能获取冰盖边缘附近的冰下山谷地形,其他位于冰盖下方的大部分山谷地形目前仍不清楚。美国马里兰大学的学者采用一种名为冰流扰动分析(IFPA)的方法,利用冰面上细微起伏(这些起伏通常源于下方基岩的更大起伏)的观测数据,重建了冰盖下的基岩地形。结果显示,格陵兰的基岩地形图显示出许多相互连通的山谷,它们在冰盖下横贯全岛。其中,许多山谷似乎发源于格陵兰南部和东部高地,而这些高地通常被认为是冰盖的起源地。此外,许多山谷的延伸方向在区域上是一致的,表明格陵兰内部在过去的构造变形可能为这些山谷的形成提供了优先路径;而山谷交汇的角度模式则表明地下水流对山谷的形成产生了影响。研究成果发表于《地球物理研究快报》(Geophysical Research Letters)。
  文献来源:Chartrand, A. M., MacGregor, J. A.,Morlighem, M., Sergienko, O. V.,Ockenden, H., Colgan, W. T., & Cheng, G.(2026). A vast valley network beneath the Greenland Ice Sheet. Geophysical Research Letters, 53, e2026GL122028.
  (九)运用半自动框架算法,新发现78个海底破火山
  海底破火山口具有引发重大地质灾害的风险,但受高分辨率测深数据稀缺的限制,对海底破火山口的探测程度不足。法国巴黎萨克雷大学的学者将一个半自动框架算法应用于分辨率较低但范围覆盖全球的“GEBCO-2024世界大洋总测深图”中,结合自动探测海底凹陷的算法、基于专家的分类以及主成分分析验证,系统性地识别此前未记录的海底破火山口。研究共识别出78个破火山口,其中仅有5座是先前已知的。本次识别出的破火山口分布于多种构造环境(离散型、汇聚型、板内)中,其水深范围广(最深达5600米),直径范围大(最大达20公里)。此外,敏感性测试结果显示,对已知破火山口的漏检主要与低圆度指数(<50%)有关。尽管有此局限,该数据集填补了全球破火山口编录的重要空白,且该框架在未来GEBCO分辨率提升或多波束并入时可迭代升级。该成果凸显了将海底破火山口纳入未来全球火山风险评估与级联海啸情景构建的必要性。研究成果发表于《通信地球与环境》(communications earth & environment)。
  文献来源:Verolino, A., Lee, C., Jenkins, S.F. et al. A semi-automated framework for global detection of previously undocumented submarine calderas. Commun Earth Environ (2026).
  (十)铷同位素示踪小安的列斯俯冲带沉积物熔体对地幔源区的贡献
  俯冲带地壳物质再循环是地幔化学不均一性的重要驱动机制,但目前仍难以准确示踪沉积物熔体在弧岩浆源区的贡献。铷(Rb)作为高度不相容且流体活动性强的元素,在地壳中显著富集,其同位素体系有望成为示踪地壳再循环的新工具。然而,俯冲过程中Rb同位素的行为尚不明确,导致其同位素体系的应用受到限制。巴黎地球物理研究所研究人员对小安的列斯弧马提尼克岛的一套火山岩及俯冲带前缘的大洋钻探站位(DSDP 144和543)的沉积物开展了高精度Rb同位素分析。结果显示,俯冲沉积物的δ87Rb值(-0.09‰)与地幔值(-0.12‰)及上地壳平均值(-0.14‰)无明显差异,而马提尼克熔岩的δ87Rb值变化范围较大(-0.08‰至-0.49‰),并与Sr-Nd-Pb-Hf同位素比值呈良好相关性。二元混合模型揭示,这些特征反映地幔源区混染了约0.1%至4%的沉积物熔体,且该熔体显著富集轻Rb同位素。由于俯冲沉积物在进变质脱水过程中Rb同位素组成基本不变,研究提出,在沉积物部分熔融过程中,轻Rb同位素优先进入熔体,而富集重Rb的残留相(如白云母)则滞留于俯冲板片。该研究表明Rb同位素可有效示踪俯冲带地壳再循环,为理解弧岩浆源区组成提供了新视角。该成果发表于《地球化学与宇宙化学学报》(Geochimica et Cosmochimica Acta)。
  文献来源:Wang, B., Moynier, F., Chauvel, C., 2026. Rubidium isotopic evidence for sedimentary input to the mantle source of Martinique lavas from the Lesser Antilles arc. Geochimica et Cosmochimica Acta 420, 387-398.



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