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1 南沙珊瑚岛礁钻探与构造演化研究取得进展 2022-05-21

南海是我国四大海中唯一发育洋壳的海盆,是板块边缘俯冲-张裂形成的特殊类型的边缘海。厘清南海的构造演化历史对于认识板缘型边缘海成因、完善板块构造理论具有重要意义。南沙地块的裂离与南海海盆扩张是紧密相连的构造演化过程。近年来中国科学家在南海海盆(IODP 349航次)和北部陆缘(IODP 367和368/368X航次)领导实施的国际大洋钻探逐渐揭示了南海海盆的扩张历史。然而,由于南海南部构造地层学研究程度较低,尤其缺乏科学深钻,对于南沙地块裂离的时代和过程了解非常有限。 在中国科学院战略性先导科技专项任务的支持下,中国科学院南海海洋研究所颜文研究员和黎刚研究员领导的“海洋环境地球化学”等研究团队,以厘清南沙地块裂离历史为主要科学目标之一,2017年在南沙群岛南缘珊瑚岛礁实施完成了“南科一井”科学钻探。该井是目前南海南部第一口穿透礁体的全取芯科学深钻,总进尺2020.2米,取芯率达到91%,成为目前南海乃至世界岛礁全取芯深度最大的科学钻井。近期,研究团队在“南科一井”构造地层学方面的研究成果陆续发表在国际著名地学期刊Geological Society of America Bulletin(《美国地质学会会刊》)、Sedimentary Geology(《沉积地质学》)和Journal of Asian Earth Sciences(《亚洲地球科学》)上。 研究团队在“南科一井”下部300多米厚的碳酸盐岩中发现了大量颜色鲜艳的杂色沉积,如此密集的杂色沉积层在南海珊瑚礁钻井中鲜有报道。研究团队围绕“杂色沉积的致色机理及其成因”系统开展了微观岩相学、矿物学和地球化学分析,证实“南科一井”杂色沉积层致色的主要因素是微量的赤铁矿,其形成主要源于礁体暴露后大气降水淋滤和富集碳酸盐矿物晶格中的Fe。“南科一井”中大量杂色次生碳酸盐岩的形成是由于美济环礁长期暴露剥蚀而造成的。研究指出,“南科一井”杂色沉积成因的揭示对于认识珊瑚岛礁演化和南沙地块的构造历史具有非常重要的价值。  为厘清珊瑚岛礁抬升-剥蚀的历史及其与南沙地块构造演化的关系,研究团队针对“南科一井”珊瑚礁碳酸盐岩开展了高密度的Sr同位素测年,结合国际新兴的碳酸盐岩激光原位U-Pb年代和有孔虫生物地层,深入解析了中新世南沙地块俯冲-碰撞过程及其对南沙群岛南缘珊瑚岛礁发育演化的影响。研究确定“南科一井”538.6米处的暴露面附近约九百万年的地层缺失主要与南沙地块和沙巴-巴拉望岛弧碰撞相关,指出南海南部陆缘从俯冲碰撞转为构造沉降发生在距今11个百万年,明显晚于南海海盆扩张结束的时间(15个百万年)。“南科一井”新的年代地层学研究更新了前人所认为的“南海南部弧-陆碰撞的结束是直接由南海海盆扩张结束所导致”的观点,并推断南海南部中中新世的构造转型可能主要与吕宋岛弧向北迁移有关。 同时,为树立南沙海域第一口岛礁标准地层剖面,研究团队还开展了高分辨率岩芯扫描、地球化学、矿物学分析以及大量岩石薄片鉴定,以“南科一井”的地层序列首次命名了南沙海域碳酸盐岩渐新世以来6个主要地层单元。集合了古生物地层、Sr同位素地层以及最新的激光U-Pb定年方法,多方法确定了南沙群岛首个珊瑚礁新生代碳酸盐岩地层的年代框架,将为研究南海南部碳酸盐岩台地的发育演化奠定基础。 该研究得到了中国科学院战略性先导科技专项(A类)、科技部重点研发计划重点专项项目、南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)人才团队引进重大专项项目、国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会以及王宽诚教育基金经费资助。同时,感谢参与“南科一井”野外科学钻探的全体工程技术和科研工作人员! 相关论文信息: Li,G.,Xu,W.H.*,Luo,Y.,Liu,J.G.,Zhao,J.X.,Feng,Y.X.,Chen,J.,Sun,Z.,Xiang,R.,Xu,M.,and Yan,W.*(2022).Strontium isotope stratigraphy and LA-ICP-MS U-Pb carbonate age constraints on the Cenozoic tectonic evolution of the southern South China Sea.Geological Society of America Bulletin,https://doi.org/10.1130/B36365.1.(黎刚等关于“南科一井”年代地层学与南沙地块构造演化研究) Luo,Y.,Li,G.*,Xu,W.,Liu,J.,Cheng,J.,Zhao,J.,&Yan,W.*(2021).The effect of diagenesis on rare earth element geochemistry of the Quaternary carbonates at an isolated coral atoll in the South China Sea.Sedimentary Geology 420,105933.https://doi.org/10.1016/j.sedgeo.2021.105933.(罗云等关于美济礁体第四纪地层学研究) Cheng,J.,Wang,S.*,Li,G.,Xu,W.,Yan,W.*,Luo,Y.,Tian,Y.,&Wang,M.(2022).Origin of large-scale variegated reef limestones in the southern South China Sea:Implications for Miocene regional and global geological evolution.Journal of Asian Earth Sciences 230,105202.https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2022.105202.(程俊等关于“南科一井”杂色沉积层成因研究) 查看详细>>

来源:中科院南海海洋研究所 点击量:1

2 研究首次绘制海洋热浪前后的活珊瑚地图 2022-05-13

随着全球海洋温度的升高,珊瑚白化事件也随之增加。当珊瑚白化时,它们变得更容易受到如水污染等压力因素的影响。然而尽管如此,许多珊瑚仍在珊瑚礁上茁壮成长。解开珊瑚白化的复杂问题及其对珊瑚生存或死亡的影响可能对保护珊瑚礁至关重要。珊瑚礁是全球5亿多人赖以生存、就业、娱乐和海岸保护所依赖的生态系统。 美国亚利桑那州立大学全球发现与保护科学中心的一项研究首次绘制了大型海洋热浪前后活珊瑚的位置图,并展示了气候变化导致海洋温度上升后,活珊瑚的生存位置。该研究还发现,沿海开发和水污染对珊瑚礁有负面影响。研究成果已发表在《美国国家科学学院院刊》(PNAS)上。 研究表明,不同的珊瑚和环境会影响它们在海洋温度上升时生存的可能性。先进的遥感技术给扩大珊瑚礁监测规模提供了一个前所未有的机会。研究人员利用全球机载观测站(GAO)绘制陆地和海洋表面下的生态系统图,并基于此地图评估沿海生态系统随时间的变化。结果发现,尽管水温升高,存活下来的珊瑚跟与干净的水域和更少的沿海开发有关。 2019年夏威夷群岛发生了大规模珊瑚礁白化事件,而GAO在海洋热浪到来之前绘制了八个岛屿的活珊瑚覆盖图。根据这些数据,研究人员确定了10多个潜在的珊瑚避难所,这些栖息地可能为面临气候变化的珊瑚提供安全避难所。在这些潜在的避难所中,尽管有类似的热应激,但珊瑚死亡率比邻近的珊瑚礁低40%。研究还发现,高度开发的海岸附近的珊瑚礁更容易在热浪中死亡。当陆地在开发时,进入珊瑚礁生态系统的污染量增加,这无疑对海水变暖环境中的珊瑚是雪上加霜。 研究人员表示,该研究不仅确定了受海洋热浪影响的区域还确定了避难区。可以将这些发现纳入管理计划以帮助建立一个有弹性的珊瑚礁区域网络。(张灿影编译) 查看详细>>

来源:美国亚利桑那州立大学 点击量:11

3 防晒成分氧苯酮在珊瑚礁生物体内转化为有毒的光敏剂 2022-05-13

氧苯酮是许多防晒霜中的防晒剂,它的化学结构使其能够吸收紫外线,防止皮肤细胞受损,但近年有争议。有研究报告称,它会破坏珊瑚DNA,干扰其内分泌系统,并导致幼虫畸形。这些担忧导致夏威夷、帕劳和美属维尔京群岛的一些海滩禁止使用含有氧苯酮的防晒霜。 为了了解氧苯酮的影响,美国斯坦福大学的环境工程师Djordje Vuckovic和他的同事们将目光转向了与珊瑚密切相关的海葵,因为海葵也拥有与珊瑚类似的共生藻类。研究人员将有和没有藻类的海葵暴露在人造海水的氧苯酮中,并模仿24小时的阳光周期,用光照射它们。所有同时暴露在氧苯酮和阳光下的海葵都在17天内死亡,但那些暴露在没有氧苯酮的阳光下或没有紫外线的氧苯酮下的海葵却存活了下来。相关研究成果于5月5日发表在《科学》(science)上。 单独的氧苯酮暴露于阳光下时不会产生危险的活性分子,研究人员认为这种分子可能会以某种方式代谢。当分析海葵组织时,他们发现氧苯酮与堆积在其中的糖结合在一起,从而触发了对珊瑚致命的含氧自由基的形成。同时,氧苯酮的糖结合形式在共生藻类中的含量也高于海葵自身细胞中的含量。缺少海藻的海葵在暴露于氧苯酮和阳光下一周左右后死亡,而有海藻的海葵则在17天后死亡。这表明藻类可以在一定程度上保护动物免受氧苯酮的有害影响。 不过,目前还不清楚这项实验研究能在多大程度上模拟珊瑚礁生态系统现实。因为珊瑚礁中氧苯酮的浓度变化很大,这取决于旅游活动和水域条件等因素。而该研究中使用的浓度更像是“最坏情况下的暴露”,而不是正常的环境条件。 澳大利亚詹姆斯库克大学(JCU)的海洋生物学家Terry Hughes也强调,珊瑚礁面临的最大威胁仍然是气温上升、沿海污染和过度捕捞。例如,澳大利亚大堡礁的珊瑚白化事件与水温趋势的联系更紧密,而不是旅游活动的变化。因为无论游客身在何处,都会发生大规模的白化现象。因此,更换防晒霜可能对保护珊瑚礁作用不大,游客们更应该做的是减少飞行和碳排放。(刁何煜编译) 查看详细>>

来源:《自然》 点击量:6

4 多国科研机构共建全球珊瑚礁云端大数据平台 2022-05-05

近日,多国科研机构共同建成了全球珊瑚礁云端大数据平台,以便实时共享全球珊瑚礁监测数据,强化各地科研机构的合作。该平台可利用人工智能分析等手段,从全球珊瑚礁监测图像中快速提取科学数据,并将标准化后的数据进行共享。澳大利亚环境大使表示,该平台将为全球珊瑚礁监测工作带来革命性变化,比传统的人工监测评估快700倍。帕劳环境部部长表示,该平台将为政策制定者提供更为准确的监测数据,有助于南太平洋岛国实现保护自然的目标。据悉,多国科研机构包括澳大利亚海洋科学研究所、澳大利亚昆士兰大学、南太平洋大学、马尔代夫海洋研究所等。 查看详细>>

来源:中国海洋发展研究中心 点击量:8

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