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  • 中国科学院南海海洋研究所揭示南海上层与深层环流之间的中尺度动力联系
  • 我国首台深远海漂浮式风电平台启航
  • 移动基因组增加弧菌基因组可塑性的机制获揭示
  • 中国科学院海洋研究所破译首个深海甲壳动物(深海水虱)基因组
  • 自然资源部第三海洋研究所海洋生态环境预警监测研究室在海洋微塑料研究领域获得新进展
  • 海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室在东北印度洋孟加拉湾构造地质研究中取得新进展
  • 利用海洋环境噪声透视珊瑚岛礁三维地质结构取得重要进展
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揭开欧洲海洋地质灾害的隐藏威胁

欧洲海洋委员会(European Marine Board,EMB)于2022年4月27日发布题为《揭开欧洲海洋地质灾害的隐藏威胁》(Uncovering the hidden threat of Marine Geohazards in Europe)的文件,这也是自2021年12月发布《海洋地质灾害:保护社会和蓝色经济免受隐藏威胁》文件的主要信息和建议的补充。 文件中讨论了欧洲沿海地区的海洋地质灾害的类型(第2章)、分布(第3章)和影响(第4章)和蓝色经济,以及应用新的科学方法拓宽对海洋地质灾害触发机制的理解和促成一项降低风险的欧洲政策(第5章)。文件中侧重于沿海含水层短期地质灾害和不干预的海岸侵蚀、地面沉降、咸水侵入等长期过程;或与大气扰动相关的危害,如风暴潮和气象海啸。文件主要针对地方、区域、国家和欧洲管理风险评估和缓解、陆地和海洋管理、资助研究、监测和基础设施以及公众对危害的认识等的机构。 海洋地质灾害对社会和很多蓝色经济部门(如海上能源、旅游和渔业)构成重大威胁。随着沿海人口以及沿海环境经济活动的增加,社会和经济将更加容易受到海洋地质灾害的影响。然而,人们对这些危害的认识和知识是有限的,尤其是在欧洲背景下。这些知识对于制定有效的风险缓解战略以保护沿海人口和海上经济活动是不可或缺的。 考虑到地质灾害是不可避免的,并且在未来肯定会继续发生。因此,缓解措施(减少风险)应着重于减少风险(暴露和脆弱性)和提高抗灾能力。这些措施应基于对过去发生的事件、触发机制和其后果的传播等科学知识。为实现这一目标,文件中提出以下建议: ·将海洋地质灾害作为自然危害纳入欧洲、区域、国家和地方各级有关减轻风险和土地管理的所有政策中。 ·在地方、国家和欧盟的海洋和海事立法中考虑海洋地质灾害问题,如欧盟的海洋空间规划指令,与海岸带综合管理有关的立法,以及可持续蓝色经济安全发展有关的立法。 ·要求公共当局将所有海底基础设施装置用于环境和地质灾害的监测。 ·为所有主要的沿海居民点和工业基础设施制定海洋地质灾害风险的概率方案。 ·建立一个利益相关者论坛以确定知识差距和技术需求。通过制定具体的欧盟海洋地质灾害研究计划来实现。 ·在欧洲重点地区成立一个海洋地质灾害实地实验室,以集中研究、推进和现场建模。 ·促进海洋地质灾害解释和绘图的共同标准,以确保蓝色经济的安全发展。 ·将长期现场监测与周边地区的地质灾害研究结合起来,以识别远距离信号。 ·支持技术进步,以提高检测能力和传感器的可用性。 ·建立原始数据和同质性解释的整体数据库,并将其提供给科学界,科学界可利用这些数据,应用先进的技术来支持海洋地质灾害研究。(李桂菊编译)

2022-05-13  (点击量:122)

WHOI四个项目被列入联合国“海洋科学十年”计划

由伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)科学家领导的四个项目,在今年的世界海洋日被联合国教科文组织(UNESCO)命名并认可,作为联合国海洋科学促进可持续发展十年计划(2021-2030年)的一部分。这四个分别是微生物星球化学通量中心、深海基因组计划、海洋观测站倡议和海洋暮光带项目。 为了实现海洋十年愿景,新批准的“十年计划”涉及世界各地的重要问题,包括海洋污染、海洋生态系统的管理和恢复以及海洋与气候的关系。其目标是更好地了解海洋系统,并提供科学的解决方案,为国际和国家层面的决策提供信息。 微生物星球化学通量中心(C-CoMP) C-CoMP由WHOI的海洋化学家Elizabeth Kujawinski和乔治亚大学海洋微生物学家Mary Ann Moran指导。C-CoMP整合了研究、教育和知识转移活动,并支持跨学科的科学团队,以填补作为海洋微生物群落内部,以及海洋和大气之间元素转移“通量”的分子的特性和动力学方面的知识空白。这些微生物过程在海洋的广度和深度上发挥重要作用,它们通过帮助调节地球气候系统、碳循环和其他化学过程,对人类日常生活产生很多影响。该中心于2021年得到美国国家科学基金会(NSF)的资助,成为六个新的科学技术中心之一,带来快速和变革性的认识以促进对社会关键需求领域的理解。 深海基因组计划 海洋是地球上最大和最具生物多样性的生活空间,而深海是其中研究最不足的区域之一。WHOI海洋生物学家Tim Shank和康涅狄格大学遗传学家Rachel O'Neill创立了深海基因组计划。该计划旨在应用下一代测序技术和比较基因组学方法,以获得关于生命的组织、进化、功能和相互作用的基本新知识,从而造福社会和环境。尽管深海条件恶劣,但那里的动物已经能够适应、茁壮成长,并多样化发展。更多地了解使之成为可能的特征,将彻底改变我们对地球以及太阳系中其他海洋世界的生命极限的理解。 海洋观测站倡议(OOI) OOI由设置在沿海和公海关键位置的五个系泊阵列组成,全年收集和传输从海底到海面上大气状况的连续数据流。这些阵列配备了大约800台仪器,可测量200多种不同的物理、化学、地质和生物参数。在美国国家科学基金会的资助下,OOI被规划为一个长期项目,收集长达25年或更长时间的海洋数据。这种长期性观测可以测量和直接观察海洋中发生的短期偶发事件和长期变化。利用这些数据可以更好地了解支持社会和生态系统的海洋过程以及海洋如何变化。 海洋暮光带项目(OTZ) OTZ是2018年首批获得The Audacious Project资助的五个项目之一。海洋暮光带是海洋中处于阳光照射极限的区域,在调节地球气候系统和喂养具有重要商业和生态意义的海洋动物方面发挥着至关重要的作用,但很少有人研究它。通过获得有关暮光带内部运作的更多详细信息,科学家们将帮助政府领导人和政策制定者更仔细地思考如何保护暮光带,同时仍然利用其资源来解决日益严重的气候危机和养活日益增长的人口。(刁何煜编译)

2022-06-15  (点击量:19)

我国首台深远海漂浮式风电平台启航

日前,由我国自主研发的首台深远海漂浮式风电平台“扶摇号”启航,成为我国进军深远海能源开发领域的利器。此次,哈尔滨工程大学船舶工程学院深海工程技术团队承担了风机一体化结构健康监测系统的研制,助力“扶摇号”海上争风。 2019年,哈工程承接了国内首套深远海漂浮式风机平台结构健康动态监测系统的研制任务,经过3年努力,完成了“扶摇号”首次全过程动态结构响应的数据采集任务。 据技术团队负责人、哈工程船舶工程学院教授曲先强介绍,该监测系统可以获取平台运动和系泊参数,从而对叶片和发电机组进行调节控制,达到风机的最大发电量。还可对平台结构进行实时动态监测,可保障漂浮式风机在设计寿命期内安全运行。 据悉,该监测系统由运动监测系统、气隙监测系统、腐蚀监测系统等10个子系统集成,系统国产率达到100%,实现了动态信号与机组主控系统和岸基设备的实时通信。 曲先强介绍,今年5月系统开始安装调试,团队要在72小时内布置完成所有测点,包括约2000米量级的数据线布置和连接、子系统现场调试、整体系统联调、优化算法、升级软件系统、数据传输对接等一系列工作。 “布置测点时间紧迫,必须选取最有意义的测点先行布置。”“测试现场可能会下大雨,一定要做好设备、传感器的防风、防水工作。”虽然团队成员大部分都在哈尔滨,但前方技术和后方成员配合默契,顺利完成了各项任务。现场服务团队连续奋战72小时,克服了时间紧、任务重、连续降雨和配套设施缺乏等困难,抢在风机拖航前完成了系统安装调试。 在“扶摇号”的总装、拖航、海上安装和系统调试过程中,团队成员连续坚守14个日夜,获得了深远海漂浮式风电装备的第一手实测数据,填补了我国深远海漂浮式风电领域数据空白,为“扶摇号”顺利运行保驾护航。 “扶摇号”漂浮式风电平台是中国船舶集团下属中船海装风电股份有限公司牵头,国内自主研发的深远海漂浮式海上风电成套装备一体化示范工程。

2022-06-30  (点击量:7)

中国科学院海洋研究所破译首个深海甲壳动物(深海水虱)基因组

近日,中国科学院海洋研究所李富花研究员课题组和李新正研究员课题组合作破译了国际上首个深海甲壳动物——深海水虱(Bathynomus jamesi)的基因组,并揭示了深海水虱体型巨大化和深海寡营养环境适应的独特分子遗传机制。 此研究是继深海软体动物和深海管虫等深海物种之后,首次报导深海甲壳动物基因组,为揭示甲壳动物独特的深海环境适应性进化和遗传机制提供了重要分子证据。相关研究成果“Genome of agiant isopod,Bathynomus jamesi,provides insights into body size evolution and adaptation to deep-sea environment”发表在生物学Top期刊BMC Biology上。 等足类是甲壳动物中少有的既包含水生、半陆生和完全陆生物种,包含深海和浅海物种的类群。不同生态位的类群在体型上存在巨大差异,其中,深海等足类呈现出体型巨大化现象。理论上讲,深海环境极其恶劣,其寡营养环境不利于巨型生物的生存,因其需要更多的绝对能量。深海水虱是深海巨型等足类的代表性物种,它们因保持世界上最长的绝食时间记录(5年以上)而广受关注。深海水虱基因组的破译为揭示巨型甲壳动物适应深海寡营养环境的独特分子机制提供了重要基础。 研究人员首先完成了深海水虱基因组的测序和组装,构建了高质量的基因组图谱,其基因组组装大小达5.89 Gb,是目前已测序甲壳动物中基因组最大的物种。研究发现其基因组中转座元件的含量高达84%,是引起基因组扩张的重要原因。通过比较基因组学分析,研究人员发现深海水虱基因组内多条生长相关信号通路上的基因发生了显著扩张,包括两条激素信号通路(thyroid and insulin hormone signaling),mTOR信号通路和Hippo信号通路,说明深海水虱体型巨大化的形成可能与其强化的生长相关信号通路密切相关。 深海水虱拥有一个被填满食物的巨大的胃,占身体体积的2/3,还具有发达的用于存储有机物质的组织——脂质体。为了解析深海水虱营养高效利用机制,研究人员对深海水虱不同组织进行了转录组测序和分析,结果发现大量糖代谢和膜泡运输相关的基因家族在深海水虱基因组上发生了显著扩张,且特异性地在胃和肠道中高表达,提示其可能与能量的高效利用相关。此外,研究人员发现脂质体内脂质的积累主要得益于其较低的脂质代谢效率,而非高效的脂质合成能力。 中科院海洋所袁剑波副研究员、张晓军研究员和寇琦副研究员为文章共同第一作者,李富花研究员、李新正研究员和相建海研究员为文章通讯作者。研究得到国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目资助。 论文链接: https://bmcbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12915-022-01302-6

2022-06-24  (点击量:10)

利用海洋环境噪声透视珊瑚岛礁三维地质结构取得重要进展

近日,中国科学院南海海洋研究所边缘海与大洋地质重点实验室研究员夏少红团队,以突破珊瑚岛礁本体浅表三维精细成像为目标,在南海典型珊瑚岛礁开展了基于海洋环境噪声的探测试验和成像研究,相关研究成果近日发表在工程学领域TOP期刊Engineering《工程学》上。 珊瑚岛礁作为海洋中宝贵的国土资源,不仅是海洋资源开发和海洋权益保护的重要基地,也是研究区域构造演化和全球环境变化等前沿科学问题的重要载体。我国南海发育大量珊瑚岛礁,总面积约37200km2,形成岛礁林立的独特海洋地貌景观。这些珊瑚岛礁在形成演化过程中,受当时气候、海平面变化及岛体沉降与抬升等因素的影响,地层中普遍发育松散砂砾层及不整合面,常出现溶蚀和孔洞,这既为岛礁的开发利用埋下了潜在的地质灾害隐患,也为研究南海构造演化和环境变迁提供了理想窗口。然而,受作业条件限制,传统海洋地球物理技术和钻井样品很难呈现珊瑚岛礁本体精细的三维浅表地质结构,且作业成本高、效率低。因此,如何发展一种适合珊瑚岛礁特殊环境的经济高效三维成像技术,是珊瑚岛礁工程开发利用和可持续发展中需要解决的迫切问题。 研究人员通过在南海典型岛礁布设密集地震台站,进行了海洋环境噪声数据采集及噪声信号详细分析。研究结果表明海洋中孤立珊瑚岛礁的背景噪声信号大致可分为1赫兹以下、1-5赫兹和5赫兹以上三部分,其中5赫兹以下噪声频谱特征在不同台站均具有很好的一致性,5赫兹以上却存在显著差异;通过对不同时长连续波形的对比研究,研究人员发现对于珊瑚岛礁5赫兹以下噪声信号,仅需12小时或1天时长的连续波形即可获取高信噪比且对称性良好的互相关函数,这为今后高效、低成本获取岛礁三维结构提供了重要依据;进一步的三维结构成像结果表明,珊瑚岛礁浅表地质结构具有明显的分区性,且与岛礁向海侧的外礁坪地层胶结程度差异性特征一致。同时,研究还发现珊瑚岛礁发育有两个低速层位,与钻井岩芯样品揭示的高孔隙层位具有很好的一致性,反映了岛礁形成过程中经历了多次地层暴露、强烈风化的地质事件。 该项研究表明,利用海洋中丰富的环境噪声信号,能够经济高效、环境友好地获取珊瑚岛礁浅表精细结构,是未来岛礁工程地质探测的优选方案之一。 该研究由中国科学院战略性先导科技专项任务(XDA13010101),海南省重点研发计划(ZDYF2020198),广东特支计划本土创新创业团队(2019BT02H594)等共同资助完成。 相关论文信息:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095809922002223

2022-06-22  (点击量:10)

英国标志性珊瑚栖息地或因气候变化向北扩展

由英国埃克塞特大学(University of Exeter)研究人员发表在《PeerJ》上的一篇研究成果表明,在英国水域发现的一种标志性珊瑚物种(粉红海扇)可能会因气候变化而扩大其范围。粉红海扇是一种软珊瑚,生活在从地中海西部(南部范围)到爱尔兰西北部以及英格兰和威尔士西南部(北部范围)的浅水区。该物种在世界范围内被归类为“脆弱”物种,根据2006年英国国家自然科学基金法案,将其列为英格兰和威尔士的主要重要物种。 这项研究发现,随着全球气温的上升,该物种可能会向北扩散,包括英国海岸周围。该结果可用于确定保护粉红海扇种群的优先区域。研究建立了模型来预测粉红海扇的当前和未来栖息地(2081~2100),覆盖比斯开湾、不列颠群岛和挪威南部。模型预测显示,在目前粉红海扇目前的北部范围界限之外,尚未观察到该物种定居的地区,目前有适合栖息地。 目前尚不清楚为什么粉红海扇还没有在这些地区栖息。可能的障碍包括幼虫的分散不足以及物种之间对空间和资源的高度竞争。使用称为RCP 8.5的高排放全球变暖情景进行未来预测,该研究揭示了粉红海扇当前范围以北的合适栖息地有所增加,因此该物种可以在2100年之前向北传播。 研究还发现,预计在未来60~80年内英国西南部、海峡群岛和法国西北部的现有栖息地仍将适合该物种。该研究检查了另一种指状软珊瑚物种。对于这个物种,未来的预测显示,在研究区域南部,合适的栖息地总体上会减少,而该物种分布的北部会随之增加。 像许多八角珊瑚物种一样,粉红海扇在生态上很重要,因为它们增加了珊瑚礁系统的复杂性并支持海洋生物多样性,特别是当它们形成密林时。它们还可以用作生态系统健康的更广泛指标,因为分散或患病的菌落可能是环境退化的指标。 这项研究强调了气候变化对海洋生态系统的复杂影响,其中一些物种的范围通过向极地移动来应对变暖。在快速变化的栖息地中,一些物种可能会成为短期的“赢家”,通常是那些喜欢温暖条件的物种。面对加速变暖,这些物种能够继续扩张并从中受益多久,还有待观察。(於维樱编译)

2022-06-15  (点击量:39)

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