2024年03月16日 星期六
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由英国南极调查局（BAS）牵头、联合17家合作机构（含7家国际机构）共同实施的“从格陵兰冰盖到大西洋临界点”（GIANT）五年期重大科研项目，于7月16日派出科考队搭乘英国“大卫·阿滕伯勒爵士”号极地科考船，赴格陵兰东南部海域开展为期6周的科学考察。该项目由英国高级研究与发明局（ARIA）“临界点预测”计划资助，旨在查明格陵兰峡湾冰川加速消融向北大西洋输入的淡水规模，及其对北大西洋副极地环流和大西洋经向翻转环流（AMOC）等关键气候临界点的影响。科考队将部署由英国国家海洋学中心（NOC）长航程自主潜航器（AutoSub Long Range）领衔的多型自主水下机器人（AUV）、水面无人艇（USV）、冰面原位观测仪及无人机，结合卫星遥感与人工智能技术构建协同观测系统，其中搭载高功率测绘载荷的长航程潜航器将首次尝试对冰架底面及其下海底地形进行同步高分辨率测绘。该项目有望填补极地冰—海交界危险海区高精度连续观测的空白，为英国地球系统模型（UKESM）改进和气候临界点早期预警系统研制提供核心实测数据。（信息来源：BAS）
由新西兰地球科学研究所牵头的“西南极冰盖对2℃升温的敏感性”（SWAIS2C）国际合作项目，近日在新西兰岩心分析库（ORCA）完成了对克拉里冰隆（Crary Ice Rise）228米沉积物岩心的精细描述与初步解译。该岩心取自523米冰层之下的基岩，是迄今从冰盖之下钻取的最长沉积记录。多学科团队采用金刚石锯剖切岩心、微体古生物学（硅藻与有孔虫）鉴定、古地磁分析及高分辨率物理性质成像等技术，对岩心展开系统测绘与年代标定。硅藻化石组合分析显示，岩心主体年代为700万至1000万年前，底部最后20米可追溯至1700万至1900万年前。岩心中发现多层富含硅藻化石的绿色泥岩，指示无冰的开放海洋环境——这是首次在如此接近西南极中心的位置获得冰盖曾大幅退缩的直接实物证据，表明西南极冰盖与罗斯冰架在地质历史暖期曾发生显著退缩。下一步，团队将厘定开放水域时期的局地温度及冰架崩解、冰盖退缩的驱动过程，为预测全球升温2℃情景下西南极冰盖的演变趋势提供关键约束。（信息来源：Earth Science New Zealand）
德国基尔亥姆霍兹海洋研究中心（GEOMAR）于7月13日派遣“阿尔科尔”号科考船自基尔启航，执行AL656航次。该航次是德国海洋研究联盟（DAM）mareXtreme研究任务的组成部分，科考队将在易北河口、威悉河口及德国湾海域设立70个采样站位，运用“集群观测”理念，协同固定长期站位、小型快艇、无人机与无人水面艇等多源平台，采用“Van Veen”抓斗、多管取样器及湍流观测等技术，重点调查海洋热浪、易北河极端低流量与河口严重缺氧三重极端事件叠加下的物质循环与生态效应，监测二氧化碳、甲烷等温室气体通量及微塑料、污染物输运动态，为揭示极端气候对沿海陆海相互作用和生态系统服务的影响、改进预测模型与制定适应策略提供核心数据支撑。（信息来源：GEOMAR）
美国海底矿产公司Glomar Minerals于7月13日宣布，旗下全资子公司UK Seabed Resources Limited（UKSR）将于本周启程赴太平洋克拉里昂-克利珀顿区（CCZ），开启第4次大型勘探科考。UKSR在CCZ持有UK1、UK2两块勘探合同区，总面积约13.3万平方公里，合同由国际海底管理局（ISA）签发、英国政府担保，区内多金属结核富含锰、钴、镍、铜及稀土元素等关键矿产。此次为期75天的航次是40多年来首次在UK2合同区采集地质与生物样品，此前UK1合同区已开展长达10年的勘探研究。公司表示，本航次标志着UK2采样工作正式启动，公司正打造全球规模最大、技术最先进的海底矿产项目之一。科考队将同步采集资源与环境数据，深化对结核回收潜在环境影响的认知与管控；所获结核样品将直接用于"无限项目"（Project Infinity）精炼工艺设计，科考成果将通过同行评审期刊和公共数据库公开发布。（信息来源：Ocean News & Technology）
美国自主海上系统制造商Saronic于7月16日宣布，选定得克萨斯州布朗斯维尔港作为其下一代造船基地“阿尔法港”（Port Alpha）的落户地点。该项目计划投资超30亿美元，旨在建设全球最先进船厂之一，将软件定义造船与自主海上系统生产深度融合。“阿尔法港”初期占地835英亩，未来可扩展至近4400英亩，初期具备建造850英尺（约259米）船舶的能力，远期扩建后可支持1200英尺以上的更大舰船。船厂预计2026年开工、2028年投运。据估算，项目将为卡梅伦县带来超1600亿美元经济影响，为得克萨斯州贡献2645亿美元经济产出，并在未来十年创造多达1万个直接就业岗位。
“阿尔法港”的建设正值美国推动造船业复兴的关键时期。此前，总统特朗普签署《恢复美国海上主导地位行政命令》，国会及联邦政府随后推出《美国船舶法案》和《海事行动计划》等举措，要求对美国造船工业进行世代性重建。Saronic首席执行官表示，美国的海洋未来取决于能否重建强大的造船能力。此次布局是继2025年初收购路易斯安那州富兰克林船厂（正投资3亿美元扩产，用于建造“掠夺者”无人自主船）之后的又一重大举措，标志着该公司在自主海上系统制造领域的持续扩张。（信息来源：Ocean News & Technology）
塑料污染是对全球海洋生态系统的重大威胁，然而其对深海热液喷口生态系统的影响此前知之甚少。韩国学者对采自西南太平洋北斐济盆地和印度洋中央海岭水深超2000米热液喷口的特有深海螺与贻贝（共12个个体）进行了微塑料检测。结果显示，92%的个体体内检出微塑料，平均每只约3.42个颗粒，以广泛用于日用品和包装材料的聚苯乙烯为主。研究还发现，摄食方式显著影响微塑料的体内分布：刮食海底微生物膜的深海螺体内微塑料集中于消化器官，而滤食性贻贝体内颗粒则在各组织中均匀分布。经体重标准化后，印度洋样本的微塑料浓度最高达西南太平洋样本的14.7倍，研究者认为这与南亚、东非等周边地区的塑料输入、河流输送及大洋环流的区域差异有关。该研究首次以跨大洋对比方式证实，表层塑料污染可穿透数千米水层抵达地球最偏远的极端生态系统，凸显了生物因素与区域因素在微塑料生物积累中的双重作用。有专家同时提示，受样本数量限制，结论的统计推广仍需谨慎。研究成果发表于《水研究》（Water Research）。
文献来源：Won-Kyung Lee et al, Oceanic determinants of microplastic bioaccumulation in fauna of deep-sea hydrothermal vents: Comparative study of the southwestern Pacific and Indian Oceans, Water Research (2026).
南极底层水（AABW）的形成是全球翻转环流关键环节：它沉入海底并向北扩散，为深渊输送氧气，同时封存热量与碳。澳大利亚学者融合卫星测高与海洋实测剖面数据构建了新的SatGEM-2数据集，首次描绘了2002—2023年环南极底层水体积的连续变化。研究发现，南极底层水体积自2002年以来持续缩减，且2015年后缩减速率较长期平均加快至四倍；到2023年，累计缩减约3%（以2002年环南极总体积为基准），其中威德尔—恩德比海盆损失最为显著，澳大利亚—南极海盆的底层水体积更已减少约15%。这一加速衰减与2016年以来南极海冰范围的快速减少在时间上高度吻合。研究认为，冰架融化与海冰生成减少导致大量淡水注入南大洋，降低了表层海水密度，削弱了深层水的下沉形成过程。南极底层水的变暖、变淡、缺氧与体积萎缩，将对全球海洋的热量输送与碳储存产生长达数百年的深远影响。研究成果发表于《地球物理研究快报》（Geophysical Research Letters）。
文献来源：Wyatt, J., Bindoff, N. L., Foppert, A.,Phillips, H., & Rintoul, S. R. (2026). The observed circumpolar decline of Antarctic bottom water volume. Geophysical Research Letters, 53, e2025GL121359.
自20世纪下半叶以来，南极半岛一直是全球气候变暖最敏感的区域之一，但其冰川长期物质变化仍缺乏观测约束。德国埃尔朗根-纽伦堡大学（FAU）地理研究所的学者利用1989年历史航摄影像与现代高分辨率卫星影像，估算了南极半岛西部（66°S—68°S）约1.2万平方公里范围内冰川在1989—2020年间的物质变化。研究发现，31年间冰川末端退缩造成年均687±125百万吨的物质损失。1989—2016年，大地测量物质平衡为58±286百万吨/年，在误差范围内总体接近平衡——该时段冰川前缘的减薄基本被高海拔区域的积雪增厚所抵消。相比之下，2016—2020年，前缘减薄速率几乎翻倍，冰川表面总体以0.06±0.05米/年的速率下降，对应年均447±423百万吨的大地测量物质损失。与此同时，表面高程零变化线的海拔从约500米上升至600米以上。这些变化与大气和海洋增温同步发生，表明该区域冰川物质损失正转向加速态势。研究成果发表于《地球物理研究快报》（Geophysical Research Letters）。
文献来源：Thota, V. K., Seehaus, T., & Braun, M. H.(2026). Three decades of glacial changes on the western Antarctic Peninsula revealed by historical aerial and high‐resolution satellite imagery. Geophysical Research Letters, 53,e2026GL122660.
（九）费尔南迪纳岛熔岩硫同位素研究，揭示高³He/⁴He深部地幔储库的球粒陨石型特征
深部地幔硫的来源及其同位素组成是理解地球早期分异与核幔相互作用的关键线索，但高³He/⁴He地幔端元的硫同位素特征长期缺乏系统约束。巴黎地球物理研究所（IPGP）联合伍兹霍尔海洋研究所（WHOI），对加拉帕戈斯群岛费尔南迪纳火山的高³He/⁴He洋岛玄武岩玻璃及加拉帕戈斯扩张中心洋中脊玄武岩，开展了硫化物与硫酸盐的分别提取和多硫同位素（δ³⁴S、Δ³³S）分析，首次获得该高³He/⁴He地幔储库的全硫同位素质量平衡组成。研究表明，玻璃中硫化物与硫酸盐的δ³⁴S差值高达10.6—17.0‰，远超1200℃高温岩浆平衡分馏的理论值（约3‰），表明二者在岩浆淬火过程中未达到同位素平衡；若仅分析硫化物，将低估全岩δ³⁴S约0.15—1.2‰，而对Δ³³S影响较小。扣除岩浆脱气与硫化铁分异等过程的影响后，高³He/⁴He（>20 Rₐ）费尔南迪纳熔岩的全岩δ³⁴S为0.01±0.29‰、Δ³³S为0.012±0.005‰；加拉帕戈斯洋中脊亏损地幔端元δ³⁴S约0.03‰、Δ³³S约0.015‰，均显著高于全球平均洋中脊玄武岩的负δ³⁴S值（约-0.8‰）。结合亏损地幔与富集再循环组分的混合模型，以及冰岛高³He/⁴He样品δ³⁴S趋近0‰的趋势，研究提出：费尔南迪纳火山的球粒陨石型硫同位素特征反映了高³He/⁴He原始地幔的组成，其可能源于早期未脱气地幔的残余，也可能来自核幔边界处地核硫的向上迁移——后者可同时解释该样品负μ¹⁸²W异常与高³He/⁴He比值的耦合出现。该成果发表于《地球与行星科学通讯》（Earth and Planetary Science Letters）。
文献来源：Genot, I., Cartigny, P., Kurz, M.D. New determination of deep mantle sulfur isotopic composition from Galápagos submarine glasses. Earth and Planetary Science Letters (2026).
（十）地幔柱温度驱动夏威夷火山规模变化，两次热脉冲揭示4700万年升温历程
夏威夷—皇帝海岭是全球研究最深入的地幔柱火山链，但其沿线火山体积相差近百倍的现象长期困扰着地质学界。传统观点认为，地幔柱形成初期温度极高，随后逐渐冷却，火山规模也应随之递减。然而实测显示，形成较晚的夏威夷群岛火山反而规模巨大，单一冷却假说难以解释这一矛盾。夏威夷大学马诺阿分校迈克尔·加西亚团队对海岭沿线16座火山开展了系统研究：通过分析玄武岩中橄榄石矿物的化学成分，开发新型"地质温度计"反演岩浆在地幔深处的初始温度，并结合海底地形调查数据精确计算各火山体积，系统检验了岩石圈厚度、岩浆源成分、板块运动速率与地幔柱温度四种假说。结果显示，只有地幔柱温度与火山规模呈显著正相关——温度越高，火山体积越大。过去4700万年间，夏威夷地幔柱温度不降反升，累计升温约250℃，期间出现两次显著热脉冲：第一次发生于1400万至2000万年前，造就了地球上已知最大、最热的盾状火山Pūhāhonu；第二次始于600万年前并延续至今，塑造了夏威夷群岛主体，至今仍在供养基拉韦厄火山。研究者推测，持续升温可能与地球最深处核幔边界附近致密热物质的漂移有关。新型地质温度计为解读火山演化历史及规模差异提供了定量工具，亦可推广至全球其他热点火山链研究。该成果发表于《地球与行星科学通讯》（Earth and Planetary Science Letters）。
文献来源：Michael O. Garcia et al, Taking the temperature of the Hawaiian plume using multiple geochemical approaches: Evidence for secular heating from 47 Ma to present, Earth and Planetary Science Letters (2026).
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