【海洋经济】中科院深海所科研人员在海洋哺乳动物演化研究方面取得进展(2021-10-01)
【摘要】 10月1日,中科院之声讯,海洋哺乳动物是适应水生环境的特殊哺乳动物,其依赖海洋资源生存或完全生活在海洋中(少数生活在淡水环境),包括海牛类、鲸类和食肉目中的鳍足类等几个主要支系。这些动物分别独立由陆地重返海洋,是“二次入水”的哺乳动物类群。长期以来,海洋哺乳动物不同支系分别由陆地重返海洋的演化历程和水环境适应及其趋同演化机制广受关注。9月10日,中国科学院深海科学与工程研究所联合西北工业大学等,在《美国科学院院刊》(PNAS)上发表了以Comparative genomics provides insights into the aquatic adaptations of mammals为题的研究论文,揭示出海洋哺乳动物适应海洋环境及其趋同演化的重要遗传机制。该研究从科级水平出发对17个海洋哺乳动物物种进行了全基因组测序及组装,结合已发表的海洋哺乳动物基因组数据,进行了科级水平较为全面的比较基因组学分析。研究重建了基于全基因组数据有史以来的最全面海洋哺乳动物系统发生树,并进一步从基因组演化、基因演化、非编码保守元件(conserved non-coding element)等多方面对海洋哺乳动物三个主要支系(鲸类、鳍足类、海牛类)从陆地重返海洋的分子适应机制进行分析和探究。基于基因组测序,研究建立了全面的海洋哺乳动物基因组数据集,并为海洋哺乳动物的水生适应相关性状及不同海洋哺乳动物支系间趋同演化提供了遗传学证据,为后续深入开展海洋哺乳动物水生环境适应机制等研究提供了数据支持。
【关键词】海洋生物,哺乳动物,基因组
【海洋经济】中科院南海所杜岩团队揭示了南印度洋亚南极模态水的性质变化及相...(2021-09-01)
【摘要】 9月1日,海洋知圈讯,近日,中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室(LTO)杜岩团队揭示了南印度洋亚南极模态水的性质变化及相关动力机制。亚南极模态水(Subantarctic Mode Water,SAMW)形成于南大洋的亚南极锋和副热带锋之间,是全球大洋经向翻转环流的重要组成部分,对全球热量、淡水、CO2和营养盐的平衡和再分配具有重要的调控作用。基于Argo观测资料发现,在2004~2018年期间,南印度洋亚南极模态水的平均温度和盐度呈增加趋势,且表现为上层暖且咸的模态水(light-SAMW)增多,而下层冷且淡的模态水(dense-SAMW)减少。这种两层结构的形成原因在于密度较小的(轻)模态水的潜沉率增大而密度较大的(重)模态水的潜沉率减小。潜沉率变化主要与亚南极模态水生成海域的混合层深度变化有关,受风应力和浮力通量变化的影响。此外,南印度洋亚南极模态水生成海域的混合层变暖,局地密度变小,因此,露头线南移,潜沉的水团变冷变淡,在一定程度上减弱了南印度洋亚南极模态水的平均温盐变化趋势。并且,变冷变淡的模态水通过副热带环流影响整个南印度洋副热带海域的涩度变化。该研究成果揭示了气候变化背景下亚南极模态性质变化的动力和热动力过程。
【关键词】LTO,科研进展,亚南极模态水
【海洋经济】自然资源部海洋一所科学家发现地幔柱物质参与南大西洋中脊轴部洋...(2021-09-01)
【摘要】 9月1日,海洋知圈讯,近日,自然资源部第一海洋研究所科学家在南大西洋中脊岩石学研究中取得了重要进展,发现地幔柱物质参与了南大西洋中脊轴部洋壳的增生过程。海底存在地球上最长的、最壮观的山脉-洋中脊,不同扩张速率的洋中脊片段在地壳增生过程、地形地貌以及成矿效应等等方面存在差异。在绵延6万多公里的全球洋中脊系统中,多数洋中脊片段的地壳增生过程受到了地幔柱的影响,慢速扩张的南大西洋中脊也不例外。在西冈瓦纳大陆裂解与南大西洋打开之前,圣赫勒拿地幔柱(~145Ma)与特里斯坦地幔柱(~135Ma)已经与非洲/南美大陆之下的岩石圈/软流圈发生了相互作用。而且,在冈瓦纳大陆逐渐裂解分离(即南大西洋持续打开)的过程中,南大西洋中脊系统在扩张的同时也持续性向西迁移,使得南大西洋中脊系统与周围地幔柱的空间关系不断发生改变,导致南大西洋中脊与地幔柱之间的软流圈地幔动力学过程也处于动态演变中。因此,南大西洋地区是理解板块构造与地幔柱这两大地球动力学系统相互作用这一重要科学问题的焦点地区。海洋一所研究团队在对南大西洋中脊19°S单一洋脊段研究成果(Zhang et al.,2020,Geoscience Frontiers)的基础上,进一步利用中国大洋调查第22和26航次在南大西洋中脊系统更广阔地区所获取的新鲜玄武岩样品,对其开展了系统的全岩主、微量元素和锶-钕-铅-铪同位素地球化学研究。研究发现,南大西洋中脊系统与扩张轴旁侧的圣赫勒拿地幔柱之间存在明显的相互作用;在综合分析研究区内及沿洋脊方向上的地质地球物理特征的基础上,成功地圈定出目前圣赫勒拿地幔柱对南大西洋中脊系统的空间作用范围-位于卡德鲁与特立尼达转换断层之间。研究还进一步发现自卡德鲁海山群至南大西洋中脊系统之间的洋壳厚度主要沿两个方向变化,这可能指示了地幔柱与洋中脊之间岩石圈变薄与软流圈流动的主要方向。同时,地幔柱与洋中脊系统之间的海山年龄与空间分布特征指示,在圣赫勒拿地幔柱与南大西洋中脊系统之间的岩石圈底部,可能存地幔柱物质长期、稳定的向洋中脊所在方向传播,即圣赫勒拿地幔柱物质可沿着倾斜的岩石圈流变学边界层迁移至南大西洋中脊14.2°S-20.8°S脊段地区。研究揭示了南大西洋洋中脊系统与地幔柱系统之间存在相互作用,为南大西洋中脊轴部海底热液成矿研究提供了重要的基础资料。
【关键词】重要进展,海洋地质,海洋科学
【海洋经济】中科院半导体所等完成水下高分辨率光学成像海试(2021-09-01)
【摘要】 9月1日,海洋知圈讯,近日,中国科学院半导体研究所研发的“水睛”水下高分辨率环视摄像机完成了针对水下礁盘的摸底海试工作。海洋观测是开发海洋资源、保护海洋生态的关键技术,受到全球的关注,但是目前海洋生物群落及环境变化监测技术仍无法满足海洋大时空数据获取的需求,特别是深海。光学成像技术可提供高分辨率、符合人眼视觉特征的图像,但是在保障高分辨率的前提下存在视场小的问题,难以实现大范围的海底详查的需求。针对此种情况,半导体所周燕、王新伟及其科研团队研制了水下高分辨率环视摄像机“水睛”,可实现水下高分辨率大视角的光学成像,具备180°下视走航观测和360°原位环视观测两种模式。本次海试中,“水睛”搭载半导体所海面移动光学试验平台“冲浪者”号,在约1000平方米海域进行了水下高分辨观测,完成了海上走航式观测、定点原位观测等摸底性观测试验,验证了设备具备5900万像素下良好的实时彩色成像功能。
【关键词】海洋观测,高分辨率,大视角,实时彩色成像
【海洋经济】我国首套自主研制的深海采矿智能化混输装备系统“长远号”500米...(2021-09-01)
【摘要】 9月1日,海洋知圈讯,8月16日至8月23日,大连理工大学邹丽教授牵头负责的国家重点研发计划“深海矿产混输智能装备系统研发”项目,联合长沙矿冶研究院有限责任公司、中国船舶集团第702研究所、中国海洋大学、上海交通大学、哈尔滨工程大学、厦门大学、江苏大学、中山大学、中国石油大学(北京)共10家国内优势单位共同研制完成我国首套深海采矿智能化混输装备系统,搭载“长和海洋”号科考船(GHF2021-0801航次),在南海西沙(110°48.03′E,17°21.08′N)成功开展海上试验,完成了整个系统的布放回收过程。在陆地资源逐渐枯竭的大背景下,因深海矿产资源丰富,世界各国都在竞相开展深海采矿方面的研究。我国作为海洋大国,尽快掌握深海进入、深海探测、深海开发方面关键技术对我国海洋资源开发意义重大。邹丽教授牵头的“深海矿产混输智能装备系统研发”项目重点解决深海矿产开采最为关键的输送环节问题,即如何将开采出来的海底矿产智能高效地从海底输送到水面。项目核心目标是在深入研究混输系统内外流动机理基础上,提出具备智能调节、健康监测、组拆高效等功能的3000米级混输系统总体方案,真正实现实际海洋环境下安全和智能化输送。项目研制的深海矿产混输系统由泵-管系统、智能调控与健康监测系统、布放回收系统等组成,为在没有连续海底矿料供给情况下测试输送系统性能,团队创造性地设计了“下行软管送料、上行泵-硬管系统提升”的U型系统,整个管道系统通过快速连接装置逐级下放至超过500米水深,整个系统安全、高效、稳定运行。
【关键词】海工装备,深海探测,深海矿产开采,环节输送
【海洋经济】中科院海洋所在牡蛎适应进化机制方面又获新进展(2021-08-20)
【摘要】 8月20日,海洋知圈讯,近日,分子生物学与进化领域权威期刊Molecular Biology and Evolution在线刊发了中科院海洋所贝类遗传与进化研发团队关于牡蛎高温适应进化机制的研究论文“Noncoding variation and transcriptional plasticity promote thermal adaptation in oysters by altering energy metabolism”。这是该团队继在nature、nature ecology & evolution发表牡蛎适应进化及种质资源格局形成机制研究论文后,在牡蛎环境适应进化领域取得的又一重要进展。全球气候变化加剧和极端天气频发对海洋生物生存和繁殖造成了严重威胁,遗传变异和可塑性响应是生物适应性进化过程中的两种重要机制。牡蛎作为生态与经济价值兼备的潮间带优势种,是研究海洋生物适应进化机制的理想对象。长牡蛎与福建牡蛎是自然分布在我国北方与南方的潮间带优势种,是我国两大主养经济贝类,也是不同温度适应型的近缘姊妹亚种。遗传分化与表型可塑性作为进化的两种重要驱动力量,其相互关系一直是适应进化领域研究的热点与难点。本研究以长牡蛎与福建牡蛎为研究对象,解析遗传分化和可塑性在高温适应中的作用权重。研究发现南方福建牡蛎表现出更高的适应性表达可塑性,受选择基因同时作为环境响应基因,其在非编码区表现出更强的遗传变异特征。南方牡蛎具有更强的ATP(三磷酸腺苷)合成和脂肪酸分解能力;而北方牡蛎ATP消耗和脂肪酸合成能力更强,说明脂肪酸和ATP代谢间的能量代偿在长牡蛎和福建牡蛎适应南北环境中发挥了重要作用。总之,该研究成果揭示了非编码区变异和基因表达可塑性介导的能量分配在高温适应中的重要作用。该成果对于预测海洋生物的适应气候变化的潜力提供了重要参考,同时为优良新种质的创制奠定了理论基础。
【关键词】牡蛎,海洋生物,适应气候潜力
【海洋经济】自然资源部海洋一所研究生在东南印度洋亚南极模态水的研究中取得...(2021-08-19)
【摘要】 8月19日,海洋知圈讯,近日,自然资源部第一海洋研究所研究生在东南印度洋亚南极模态水的研究中取得新进展。模态水是普遍存在于全球海洋亚热带和亚极地环流圈中,温度、盐度、密度垂向均匀分布的水团。它形成于晚冬,随着混合层加深,携带海洋上层的热量、碳、氧气以及营养盐进入海洋内部,对气候变化、海洋生物地球化学循环等有重要意义。亚南极模态水(Subantarctic Mode Water,SAMW)形成于南大洋的亚南极锋和亚热带锋之间。其中形成于南印度洋扇区的部分称之为东南印度洋亚南极模态水(Southeast Indian Subantarctic Mode Water,SEISAMW)。依托于自然资源部第一海洋研究所的自然资源部海洋环境科学与数值模拟重点实验室,大洋环流及潮波动力学团队基于第六次国际耦合模式比较计划(the Phase 6 of the Coupled Models Intercomparison Project,CMIP6)多模式历史模拟结果,通过与Argo观测对比,评估了CMIP6模式对SEISAMW的模拟能力,并讨论了该水团的长期变化。该研究对CMIP6模式中南印度洋东南部深混合层的模拟偏差进行了分析,评估了混合层模拟能力对CMIP6模式合理再现SEISAMW特征及潜沉过程的重要作用,并定量估算了SEISAMW潜沉率、体积、密度、温度和盐度的长期变化。结果表明,CMIP6模式普遍能够再现SEISAMW的低位涡属性和潜沉过程的年际变化。同时,其潜沉率、体积和密度均呈现减小趋势。过去的研究将SAMW作为整体,发现其体积呈增加趋势,而该研究则指出位于印度洋扇区的SEISAMW体积呈相反的变化趋势,加深了对SAMW变化复杂性的认识,同时也为气候模式评估和未来气候变化预估提供了新的视角。
【关键词】亚南极,模态水,气候变化,CMIP6
【海洋经济】中国海洋大学在我国边缘海有机碳循环研究中取得新进展(2021-08-16)
【摘要】 8月16日,海洋知圈讯,近日,中国海洋大学海洋化学理论与工程技术教育部重点实验有机地球化学研究团队在我国边缘海有机碳循环研究中取得系列重要进展,成果相继发表在《Geochimica et Cosmochimica Acta》(2篇,Nature Index 期刊)、《Environmental Science & Technology》(Nature Index 期刊)和《Global Biogeochemical Cycles》(Top期刊)等国际知名期刊。边缘海是有机碳埋藏的核心区域,尽管只占全球海洋面积的8%,其有机碳埋藏通量贡献了全球海洋有机碳埋藏通量的80%以上。因此,有机碳在边缘海的埋藏影响着全球碳的收支平衡。中国边缘海是典型的陆架边缘海,每年可以接收大量来自黄河、长江和珠江的有机碳、颗粒物和营养盐等陆源物质,在多种水动力作用的影响下形成了多个泥质沉积区,但是不同泥质区地理位置和沉积环境的差异,其有机碳的来源、埋藏机制存在很大不同。上述成果系统研究了黄河、长江和珠江沉积物输运系统中有机碳的迁移和转化过程,量化了不同来源有机碳在河口及边缘海的埋藏通量和埋藏效率,揭示了人类活动和自然变化过程对有机碳埋藏的影响,旨在为深入理解边缘海沉积有机碳的埋藏效率和碳汇意义提供科学依据,服务国家碳中和战略决策。
【关键词】边缘海,有机碳循环,碳中和
【海洋经济】中国海洋大学在海洋生态系统对全球变暖的响应研究中取得新进展(2021-08-06)
【摘要】 8月6日,海洋知圈讯,近日,中国海洋大学水产学院田永军教授团队在生物、生态、环境科学领域顶尖期刊《Global Change Biology》上发表题为“Critical transitions and ecological resilience of large marine ecosystems in the Northwestern Pacific in response to global warming”(西北太平洋大海洋生态系的临界转换及生态弹性对全球变暖的响应)的研究论文。文章系统探究了西北太平洋大海洋生态系在全球变暖影响下的临界转换现象,并首次从生态弹性视角阐明了大海洋生态系对气候变化的非线性响应模式,对理解气候变化引起的海洋生态系统变化具有重要意义。
【关键词】海洋生态,全球变暖,气候变化
【海洋经济】自然资源部海洋四所与南京师范大学在深圳开展布氏鲸研究(2021-07-12)
【摘要】 7月12日,海洋知圈讯,6月29日,深圳大鹏湾出现布氏鲸,这是继广西北海涠洲岛之后在我国出现布氏鲸的第二个水域,受到大众的广泛关注。自然资源部第四海洋研究所与南京师范大学共建的“北部湾鲸豚研究与保护中心”研究团队于7月1日深夜抵达现场,开展相关研究。经过8天连续奋战,“北部湾鲸豚研究与保护中心”团队解开了一些关于新来“客人”的疑问。团队领队陈炳耀教授介绍说,本次深圳大鹏湾发现的为布氏鲸,而非传言的抹香鲸或大村鲸。经过连续数日跟踪观察,确认为同一头个体,经过模型估算,这头布氏鲸体长约为8米。与涠洲岛的布氏鲸相比,大鹏湾的布氏鲸离岸更近,多次出现在离岸100米范围内,水深最浅处有8.2米。这头布氏鲸的捕食行为比较频繁,主要捕食当地一些体形较小的沙丁鱼和棱鳀等群聚性鱼类。此事受到当地政府高度重视,已经成立了工作组,开展相关保护行动。
【关键词】深圳大鹏湾,海洋生物,布氏鲸
【海洋经济】马里亚纳海沟俯冲岩石圈三维形变研究取得新进展(2021-07-05)
【摘要】 7月5日,海洋知圈讯,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(OMG)深海地球动力学学科组张江阳助理研究员、张帆研究员、林间特聘研究员,联合香港中文大学杨宏峰教授,在马里亚纳海沟俯冲岩石圈的三维挠曲形变研究上取得重要进展。研究人员以马里亚纳海沟为对象,根据高精度海底地形、重力异常、地震等数据约束,首次模拟了整个马里亚纳海沟三维板块挠曲,计算了挠曲应力与破裂带的三维空间变化,并揭示了马里亚纳俯冲板块最南部的水通量明显多于中北部。理论模拟得到的破裂屈服带与观测到的地表正断层、拉张型地震,以及地震波速约束的板块含水区变化吻合。本研究揭示了马里亚纳俯冲板块的三维破裂带的空间分布特征,指出了俯冲带岩石圈三维挠曲过程的重要性,模型可推广至全球俯冲带研究。
【关键词】深海地球动力学,空间分布,俯冲带研究
【海洋经济】我国科学家建立起首个微藻拉曼组数据库(2021-07-05)
【摘要】 7月5日,海洋知圈讯,微藻是地球上代谢功能最为多样化的生物类群之一,在全球碳循环中发挥着关键性的作用,也是生物技术产业中重要的一类光合细胞工厂。然而,微藻的种质鉴定和代谢功能检测通常十分繁琐,目前,自然界大部分微藻难以培养。近日,中科院青岛生物能源与过程研究所单细胞中心发表了首个微藻拉曼组数据库,并结合机器学习,示范了单细胞精度、快速的微藻种类鉴定和代谢功能表征。这一新技术为微藻细胞工厂的高效挖掘和筛选提供了一个免培养、高通量的强有力手段。
【关键词】海洋生物,微藻种类鉴定,代谢功能检测
【海洋经济】我国成功开展功能纳米膜公斤级海水提铀海试试验(2021-07-01)
【摘要】 7月1日,海洋知圈讯,随着我国2030碳达峰、2060碳中和目标的确定,核电迎来了快速发展的历史机遇,对天然铀资源提出了重大需求。6月16日,国际欧亚科学院院士、中国科学院上海高等研究院绿色化学工程技术研究与发展中心姜标研究员研究团队在海水提铀研究领域取得重要进展,其成功开展了我国首次基于纳米膜的最大规模海水提铀海试试验。本次试验的实施将有效推进我国海水提铀从“实验室”走向“海洋”,为海水提铀的工程化应用提供重要的技术支持。
【关键词】碳中和,纳米膜,海水提铀
【海洋经济】自然资源部中国地调局青岛海地所在渤海物源研究方面获得创新性认...(2021-06-22)
【摘要】 6月22日,海洋知圈讯,近日,自然资源部中国地质调查局青岛海洋地质研究所海洋基础地质调查团队在渤海物源研究方面取得重要进展。秦亚超等研究人员利用碎屑矿物分析方法,揭示了渤海现代沉积物的多物源特征。其中近岸水下三角洲的物源主要来自于黄土高原、燕山山地和科尔沁沙地。辽东海岸砂质沉积主要来自于近源中生代花岗质岩体的风化侵蚀作用。除此之外,渤海中东部的沉积物物源可简单归结为辽河物质和黄河物质的两端元混合。以黄河三角洲和辽河三角洲沉积物的重矿物组成作为端元,定量分析了渤海中东部不同沉积分区的物源混合比例。研究人员认为,渤海海峡南部盛行的落潮流是驱动黄河物质向黄海搬运的主要动力,而海峡北部盛行的涨潮流则是驱动黄河物质再循环的主要动力。黄河物质再循环的过程可分为内循环和外循环。通过内部再循环,形成了渤中沙席及其终端叶瓣,即渤海东部泥质带;通过外部再循环,建造了渤东沙脊及其终端叶瓣,即沙脊北部的石英富集区。该文是目前最全面的一份渤海物源研究报告,它不仅提高了我们对于黄河分散体系的认识,对于理解第四纪时期古渤海的沉积过程,以及古黄河水系和古辽河水系的演化及其相互关系也具有重要科学意义。
【关键词】渤海物源,黄河分散体系,重要进展
【海洋经济】海洋三所北冰洋硫循环研究获进展(2021-06-21)
【摘要】 6月21日,中国自然资源报讯,近日,国际著名地学类学术期刊《全球生物地球化学循环》在线发表《揭示西北冰洋海冰消退后表层海水二甲基硫浓度及海气通量变化机制》,揭示了北冰洋海冰快速消退如何影响海洋生源硫化物释放变化。该研究具体揭示了西北冰洋海冰快速消退前后一种海洋生物来源硫化物——二甲基硫的产生、分布及释放机制,提出北冰洋海水二甲基硫分布变化主要受到营养盐供给的影响,并指出在未来北极气候变化背景下海水增温及风速变化是海冰消退后影响海洋二甲基硫释放变化的关键要素。该成果对于评估海洋生源硫化物对北冰洋气候变化的影响具有重要意义。
【关键词】北冰洋,海冰消退,硫化物
【海洋经济】海洋一所科研人员提出“北冰洋淡水储能”新概念(2021-06-17)
【摘要】 6月17日,中国自然资源报讯,近日,依托自然资源部第一海洋研究所的海洋环境科学与数值模拟重点实验室王世柱博士等人在学术期刊《地球物理通讯》在线发表了研究成果,提出了“北冰洋淡水储能”的新概念,为北冰洋淡水含量的诊断和预测提供了新思路。该研究通过开展系列敏感性数值试验,发现随着北极持续增温,北极海冰逐步减少,开放海域的海水与大气直接接触,使得海表应力增加,由欧亚海盆向美亚海盆的埃克曼输运作用增强。淡水水平输运和大西洋咸水增加这两种过程之间的相互作用,使北冰洋淡水总含量随海冰减少呈现出先增加后减少的趋势。而随着注入北冰洋地表径流的增加,这两种过程的相对强度发生变化,具体表现为:河流径流增多,为欧亚海盆提供了更多的淡水来源,可以在一定范围内抑制大西洋咸水引起的淡水含量减少趋势,其结果使得不同地表径流情景下淡水含量的标准化差值,即“北冰洋淡水储能”,也随海冰减少呈现出先增加后减少的变化。在将来的极端变暖条件下,北冰洋淡水储能显著减小。这一变化可能对局地和全球气候系统对水循环变化的响应产生较大影响。
【关键词】北冰洋,淡水储能,水循环
【海洋经济】我国首个海上油田群岸电改造项目完成主海缆敷设(2021-06-03)
【摘要】 6月3日,人民网讯,5月28日,中国海油渤海海域曹妃甸11-1电力动力平台入海长达42.4公里的220千伏三芯光电复合海底电缆成功登陆位于曹妃甸陆上的海陆缆转接井,这标志着我国首个海上油田群岸电改造项目完成主海缆敷设,即将具备海上输配电功能。此次敷设的主海缆包括两根220千伏海缆和一根110千伏海缆,其中220千伏海缆分别用于两座海上电力动力平台和陆地开关站的连接,110千伏互联海缆用于连接秦皇岛32-6和曹妃甸油田群,形成双回路以保障海上生产平台的供电可靠性。此前,乐亭至秦皇岛32-6电力动力平台的220千伏海缆已于5月12日完成敷设,秦皇岛32-6至曹妃甸油田群的110千伏互联海缆已于5月19日完成敷设。本次敷设作业中,渤海油田岸电项目组克服海上大风天气影响,利用深挖及定向钻技术突破作业瓶颈,在和谐用海的基础上,保障海缆施工和后期输配电的安全运行。
【关键词】海底电缆,岸电改造,海上输配电
【海洋经济】天津大学研发新材料有望解决深海供电难题(2021-05-12)
【摘要】 5月12日,海洋知圈讯,天津大学杨全红、凌国维、张辰联合团队成功研发全新能源转化材料,这种新材料能够“捕捉”深海中稀薄的氧分子并转化成为电能,实现长周期运行,成为一种节能、稳定的“海水电池”。深海被誉为“地球最宁静而神秘的地方”,那里生存着古老的原核生物,蕴藏着丰富的自然资源,对人类未来意义非凡。深海探测离不开稳定的电力供应。长期以来,科学家一直希望制造出直接利用海水作为电解质和能量来源的“海水电池”。然而,海水电池氧还原反应所必须的氧分子在深海环境中含量稀少,一种能够在深海贫氧环境下高效富集氧分子的新型材料是为人类探索深海提供能源保障的关键。天津大学海洋学院、化工学院联合团队提出了“面向深海贫氧环境海水电池高效亲氧催化剂”的设计策略,他们通过微波合成法制备出一种新型单原子催化剂。实验结果显示,这种新材料能够在贫氧环境下进行高效氧还原催化,从而产生电能。用这种新材料制造的海水电池能够在水下超千米的深海环境中稳定供电。
【关键词】深海供电,新材料,海水电池
【海洋经济】南方科技大学海洋磁学中心团队在Earth and Planetary Science Le...(2021-05-11)
【摘要】 5月11日,海洋知圈讯,近日,南方科技大学海洋科学与工程系(简称“海洋系”)海洋磁学中心(Centre for Marine Magnetism, CM2)团队在海洋结核与结壳的古环境研究中取得新进展,提出了一种全新的方法,可用来研究洋流活动。铁元素是大洋环境演变中重要元素之一,对生物地球化学循环以及碳循环具有重要意义。要想研究海洋铁循环,需要合适的载体。深海铁锰结核与结壳广泛分布于全球各个大洋,是地球表层系统中最重要的铁储库。海洋磁学中心研究团队创新使用加热方法,使样品中非晶态铁氢氧氧化物因受热脱水,而转变为纳米级的铁氧化物晶体(磁铁矿和赤铁矿等),提高了样品磁学响应的灵敏度,并可进一步进行高分辨率显微分析,确定其形态特征和磁学性质。这一种新方法(加热与磁学分析)实现了对锰结核与结壳中的纳米级非晶态铁氧化物进行特征化和定量化研究。研究团队将该方法应用于西太平洋多个站位锰结核与结壳的表层样中,发现这些铁氧化物与大洋水深具有明显的对应关系,尤其是在水深5000米处明显增多。这一分布特点与该区海水中颗粒态铁、氧化还原敏感的微量元素、指示洋流活动的钕(Nd)同位素分布一致。该研究区5000米水深处具有明显的来自南极的富氧底流活动,这意味着洋流活动引起了多个环境指标响应。锰结核与结壳非晶态纳米铁氧化物对洋流活动敏感。研究团队提出的新方法对研究海洋古环境具有重要意义。
【关键词】海洋古环境,洋流活动,铁循环
【海洋经济】自然基金委重大项目“印太交汇区物质能量汇聚中心海洋环境与生物...(2021-05-10)
【摘要】 5月10日,海洋知圈讯,5月8日,由中科院海洋所牵头承担的国家自然科学基金委重大项目“印太交汇区物质能量汇聚中心海洋环境与生物过程的耦合作用和生态效应”启动会在青岛召开,来自国家自然科学基金委、中国科学院以及项目承担单位的50余位领导、专家参会,围绕印太交汇区核心科学问题开展研讨交流。该项目将针对“在多圈层、两大洋耦合作用控制下的海洋环境演变背景中,海洋动力和生物地球化学过程与生物过程如何相互作用,从而实现海洋生物多样性中心的物质能量维持和补充”这一核心科学问题,从海洋环境-生物互作、生物多样性生态功能、多学科信息融合的视角开展综合交叉研究,细致洞察印太交汇区海洋生物与环境之间的内在联系,深入探讨海洋生物多样性中心维持和演变的物质能量基础和环境生态效应,发展先进的人工智能-物理-生态耦合系统,催生相关原创理论,引领国际海洋和地球系统科学前沿研究。
【关键词】海洋环境,海洋动力,海洋生物