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科技动态|海洋科技动态
2023-11-13 阅读量：0
日本成立“海洋系统变化研究中心”，加速创建海洋与生态系统变化的理论体系
10月12日，日本东北大学和日本海洋科技中心（JAMSTEC）联合成立的“海洋系统变化研究中心”获批纳入日本“世界级研究中心计划”，成为该计划第18个、海洋科学领域第1个获批的研究中心，将在未来10—15年每年获得最高14亿日元（折合约7000万元人民币）资金支持。“海洋系统变化研究中心”拟在海-气-生态相互作用、海洋生态的环境适应机制、海洋生态变化预测等方面展开观测、实验与模拟研究，旨在加速创建海洋与生态系统变化的理论体系。日本“世界级研究中心计划”自2007年启动，是日本最高级别科学研究计划之一。
德国新海洋技术研发中心启用，专注于极地和深海技术测试与装备研发
拉斯穆斯·威卢姆森海洋技术研发中心正在进行设备测试（图源：AWI)
法国“为什么不？”号调查船赴大西洋中脊探索深海生物多样性
栖息在大西洋中脊热液喷口附近的盲虾，位于水深3600米处（图源：Ifremer）
英国“生物碳计划”资助3个新项目，促进对海洋生物碳封存潜力的调查与评估
10月19日，英国自然环境研究理事会“生物碳计划”宣布资助3个新项目。第一个由国家海洋学中心（NOC）主导，利用 AUV调查有机质颗粒在生物之间的转化过程；第二个由南安普敦大学主导，将基于海洋微小生物观测来量化生物多样性对海洋吸碳能力的影响；第三个由牛津大学主导，将结合调查船、AUV和卫星的观测数据，提高对浮游植物生产力的认识水平。3个项目将通过不同的角度和技术方法促进对海洋生物碳封存潜力的调查与评估，为“生物碳计划”下阶段的海洋建模提供数据支撑。
新西兰完成“西兰大陆”海底调查，为西南太平洋提供基础地质背景资料
1995年，有科学家提出西南太平洋为一整片水下大陆，称之为“西兰大陆”（Zealandia）。“西兰大陆”面积约为澳大利亚大陆三分之二，有10亿年演化历史，于1.3亿年～8000万年间与南极大陆、澳大利亚大陆逐步分离，随后被海水淹没，仅新西兰、新喀里多尼亚等岛屿出露。近期，新西兰地质与核科学研究所（GNS）宣布，经过近8年调查，已完成面积近500万平方公里的“西兰大陆”全部海底调查工作。完整的地质图揭示了“西兰大陆”在分离过程中大陆地壳拉伸、扭曲和变薄的过程，确认了“西兰大陆”中部存在的长条状巨型火山区，表明了分离过程中发生了长时间、大规模的火山活动。这一工作为西南太平洋的资源环境评价、自然灾害预防提供了重要地质背景资料。
从左到右：西南太平洋海陆分布图、西南太平洋海底地形图、“西兰大陆”地质简图
1997—2021年间，南极冰架质量减少约75万亿吨，冰下消融为主要因素
文献来源：Benjamin J. Davison et al. ,Annual mass budget of Antarctic ice shelves from 1997 to 2021.Sci. Adv.9,eadi0186(2023).
1997—2021年南极大陆冰架质量损失分布。圆圈规模表示冰架损失质量大小，蓝色部分表示冰下消融所产生的质量损失（图源：Benjamin J et al., 2023）
未来太平洋热带海域气候变率或将升高，导致赤道海域上升流减缓和初级生产力下降
未来ASV对太平洋混合层深度（a）和海面温度（b）的影响（图源：Duteil et al., 2023）
古老钻石揭示冈瓦纳古陆构造演化模式，年轻地壳物质通过俯冲作用促进大陆岩石圈增生
冈瓦纳古陆是地史上存在于南半球的超大陆，由现今南美大陆、非洲大陆、南极大陆、澳大利亚大陆、印度次大陆、西兰大陆等区域组成，其形成和分裂过程对于对研究地球演化具有重要意义。但由于岩石样品较少，相关的研究尚不充分。瑞士伯尔尼大学的学者对从巴西和西非矿山掘出的钻石进行同位素和包裹体微量元素分析，发现这些钻石于6.5亿至4.5亿年前在近冈瓦纳古陆底部的俯冲系统中形成，并一直附着在冈瓦纳古陆岩石圈底部。直到大约1.2亿年前冈瓦纳古陆分裂，这些钻石随着岩石在火山喷发中被带到地球表面。该研究认为，形成钻石的碳元素可能来自浅层地壳物质，通过俯冲作用在大陆岩石圈底部聚集形成钻石并与古老陆壳结合，增强了超大陆的稳定性。该过程代表了一种新的岩石圈增生模式。相关成果发表于《自然》（Nature）。
冈瓦纳古陆的主要组成部分
陆架浅海区含氧条件发展，可能驱动了奥陶纪生物多样性爆发
奥陶纪（距今约4.87–4.43亿年）期间，全球海洋生物多样性显著增加，是继寒武纪生命大爆发以来又一次大范围生物大发展，被称为奥陶纪生物大辐射事件。然而，奥陶纪的某些阶段，海洋生物丰度增加速度尤为异常，其触发机制仍然尚不清晰。瑞典隆德大学的学者基于古波罗的海早-中奥陶世陆架海相碳酸盐岩记录，通过分析氧化还原敏感指标碘/钙比值（I/Ca），探讨了海水含氧条件与生物多样性间的联系。研究表明，I/Ca比值记录了来自古大西洋富氧来水进入研究区，从而导致区域海底环境逐渐富氧的过程。这一趋势与此时期最显著的生物多样性增加相吻合，表明奥陶纪陆架区域的含氧条件的发展可能在促进早古生代海洋生物多样性方面发挥了关键性作用。相关研究近期发表于《自然·地球科学》（Nature Geosciences）。
奥陶纪生物大辐射早期的海洋生物面貌模拟图（图源：ncsti）
海水的氮磷比受多种因素影响，与海洋浮游植物的氮磷比没有必然的因果关系
海洋浮游植物是海洋食物链的基础，主要通过光合作用进行生长繁殖，其体内氮磷比大约为16:1，与海水的氮磷比非常相似，但两者之间是否存在因果关系目前还不清楚。德国亥姆霍兹海洋研究中心的学者使用与地球系统模型耦合的藻类生理学计算模型，通过调整浮游植物的特征，来观察海水中氮磷比例的变化。模拟结果显示，海水中的氮磷比受到浮游植物氮磷比、海水氧含量、浮游植物的固氮作用和脱氮作用多种因素的影响。浮游植物的氮磷比与海水中氮磷比相似只是一种特殊的情况，并没有必然的因果关系，而且在未来可能会发生变化。相关成果发表于《科学·进展》（Science Advance）。
硅藻类的海洋浮游植物（图源：GEOMAR）
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