海洋微塑料源汇搬运过程的研究进展

海洋微塑料是全球性的环境问题和挑战,受到了国际社会的广泛关注。然而,现阶段研究主要集中在调查海洋表层微塑料丰度及生态效应,对深海环境中微塑料的分布和沉积搬运过程认识不足。通过总结近10年海洋微塑料的相关研究,综述了海洋微塑料来源、分布以及从源到汇的搬运过程。实地调查表明,海洋表层和水柱都是海洋微塑料的重要聚集区,而深海表层沉积物却是海洋微塑料最终沉积聚集的汇。海洋微塑料搬运到深海沉积汇的过程包括2种方式:垂向沉降和侧向搬运。实验室模拟表明,海洋中微塑料颗粒沉降速率为300～1 000 m/d,沉降过程除了受控于颗粒密度等物理学性质外,还受海洋动力过程、生物作用和海洋雪聚集等因素的影响。沉积在海底的微塑料则可以随再悬浮沉积物向深海侧向运移,该过程与内波、深海浊流或气候事件等因素有关。但是,微塑料向深海搬运的速率和数量等问题远未解决,不利于全面理解海洋微塑料从源到汇的搬运和沉积过程。因此,建议利用分层沉积物捕集器原位观测微塑料的沉降通量,以便开展深海微塑料源汇搬运过程研究。     

地质矿产部沉积盆地与流体动力学开放研究实验室简介

地质矿产部沉积盆地与流体动力学开放研究实验室简介“沉积盆地与流体动力学”开放研究实验室是１９９７年地质矿产部审批的重点开放实验室，它设在地质矿产部成都地质矿产研究所内，将面向国内外开放，公开受理国内外研究人员的课题申请，为研究人员提供开放研究课题基金...     

海洋风尘沉积的古气候学研究进展

海洋风尘沉积是一门海洋沉积学、古气候学、古海洋学的交叉学科,它在古气候、古环境和现代环境研究方面均具有重要意义。总结了近20年来国内外海洋风尘沉积研究领域的成就和进展,重点论述了其研究方法、手段和理论的进展,特别是化学分离石英在提取海洋风尘沉积组分中的应用,以及海洋风尘沉积在古气候学等方面的研究理论和取得的认识。阐明了风尘通量与源区干旱度、风尘粒度与风力强度以及它们与冰期旋回、米兰科维奇（Mi lanko vi tch）轨道参数旋回之间复杂的非线性关系。最后指出了该领域还存在的一些问题,并简要展望了未来的研究方向。     

OBS广角地震探测在海洋沉积盆地研究中的作用

海洋沉积盆地是地球系统中重要的构造单元之一,其形成演化涉及到壳—幔、岩石圈—软流圈以及沉积地层和沉积流体体系等一系列深浅部耦合作用和地球动力学机制的演变。海洋沉积盆地的研究既包括地球深部结构状态、物质组成和构造演化等区域构造方面,也包括盆地内部结构、构造特征以及沉积地层孔隙流体特征等盆地自身构造特征。海底地震仪(Ocean Bottom Seismometer,OBS)广角地震探测,以其深度上穿透能力强和能够同时获取P波和S波速度结构等方面的优势,近年来在海洋沉积盆地区域构造演化、内部结构与构造以及沉积地层孔隙流体发育特征等研究中发挥了越来越重要的作用。在张裂大陆边缘的研究中,OBS广角地震探测所获取的地壳结构模型为划分"火山型"和"非火山型"张裂陆缘提供了直接证据,地壳拉张减薄的程度和空间变化特征为海洋沉积盆地构造演化的动力学模拟提供了约束条件。在盆地内部结构和构造特征方面,OBS深地震探测对盆地内部的盐体构造、岩浆底辟构造等提供了有效成像,并获取了盆地内部超压状态的分布特征,弥补了常规多道地震在探测深度和复杂地质构造背景等方面的缺陷。在海洋沉积盆地内部流体体系的研究方面,OBS深地震探测揭示了天然气水合物储集区的速度结构,进而计算获取了储集区的厚度以及水合物和游离气体在孔隙中的含量。当然,随着OBS地震探测技术的发展、数据处理能力的提高以及仪器设备参数的改善等,未来OBS广角地震探测在海洋沉积盆地动力学演化过程和机制方面的研究中将继续发挥更大更广泛的作用。     

海洋沉积物中色素生物标志物研究进展

海洋沉积物中的光合色素包含着水体、沉积物中浮游和底栖植物以及微生物群落的丰富信息,能表征特定生物来源,在埋藏到沉积物甚至发生某些改变之后仍然保留其源信息,是一类重要的化学生物标志物.结合总有机碳、总氮等其他海洋地球化学参数,沉积色素可用来研究海洋浮游植物和光合细菌的群落组成和丰度,反演海洋初级生产、水体富营养化水平及其历史趋势,指示水体和沉积物氧化还原条件,揭示海域气候条件等现状及其历史变化.沉积色素的研究,对于掌握海洋中碳的生物地球化学循环过程,回溯古环境、古海洋、古生态以及古气候记录,制定合理的海洋管理政策具有十分重要的意义.阐述了沉积物中色素的分类、来源、性质和分析方法,分析了色素在沉积物中的保存和变化规律,探讨总结了沉积色素作为化学生物标志物在海洋学研究中的应用.     

晚新生代海洋磷循环模拟

理论分析表明,海水磷浓度控制了海洋自生磷沉积和热液磷沉积通量,并以此调节长尺度海洋磷循环的动态平衡.运用质量平衡原理,研究恢复了控制晚新生代海洋磷循环的各种通量,并据此模拟出海水磷浓度的演化.海水磷浓度演化与碳同位素分馏记录的浮游光合生物生长速度的变化一致,揭示在长时间尺度上,浮游光合生物的生长受海水磷含量控制.1500万年以来,大陆风化磷通量急剧增加,致使海洋磷浓度和磷沉积通量增加.海洋磷浓度增加促进了海洋生物生产力,导致海洋大气中生物气溶胶浓度升高,最终通过气溶胶的直接和间接辐射效应驱动晚新生代全球变冷.     

关于海洋物质消长关系研究的意义

海洋对人类而言是个巨大的物质生产工厂,又是净化槽。通过河流与大气,由大陆运到海洋的物质,经过多种多样的过程后,不久又在海洋中变成了沉积物。一种物质沉积在海洋中的平均长度,因该物质的物种和存在状态的差异而有很大的不同。已变残沉积物的物质,由于沉积物中的化学变化,也有再次回到海洋中来的。对这样以海洋为中心的物质运动经路和消长关系的研究〔全球海洋消长研究(global ocean blux stady简称GOFS),是由美国发起的旨在究明与海洋中的物质循环相关联的物理的、化学的、生物的过程的一项计划,该计划第一次专题讨论会已于1984年9月在华盛顿召开——译者),在掌握围绕海     

从海洋内部研究海洋

几百年来,人类总是从海洋外面——在船上或者岸上研究海洋。随着技术的最新发展,人类现在可以从海洋内部来研究海洋。简要讨论了海底观测系统和活动观测平台为各领域的海洋研究提供的空前机遇,并指出中国发展海洋科学必须对这一新趋势给予密切注意。     

海洋地质调查研究进展

本文从海洋地质基础理论的研究及其成果,八十年代大型国际海洋地区及地球动力学研究调查活动及成果等两个方面阐述了海洋地质调查研究的进展,指出自五十年代以来,随着海上油气资源勘探活动的兴超和发展,海洋地质调查研究蓬勃发展:使板块理论、机械分异沉积理论、古海洋学、地球化学方法、地震方法由此逐步趋向于完善和成熟,在认识整个地球的演化,指导矿产资源的勘查及预测,减轻地质灾害等方面发挥出越来越大的作用。     

海洋第四纪地质研究在工程建设中的应用

海洋第四纪地质研究结合社会经济发展，研究人类活动对海洋的影响，因此广泛应用于海洋工程建设、矿产资源、海域综合管理、环境和灾害评估等领域，并为沿海地区的规划建设提供基础资料和科学依据，为防治灾害、保护环境提供合理化建议。本文通过作者的工作经历，结合其他部门的工作实例，系统地论述了海洋第四纪地质研究的内容及其应用，概括分析了其研究方法，并概述了其未来发展趋势，即必须建立信息化的海洋数据中心，提高海洋地质的调查研究水平，加强海洋监测和预测研究，促使研究成果更好地服务于社会发展。论文认为，海洋第四纪地质研究是海洋开发建设、海洋综合管理和其他海洋事务等方面不可或缺的一门科学，在社会经济发展中有着越来越重要的作用。加强和提高海洋第四纪地质研究工作，是社会发展的需要。     

国外海洋地质科学发展态势

综述了80年代国外海洋地质科学的主要进展,包括现代沉积、板块构造与地体构造和古海洋学等基础理论研究;海洋矿产资源(油气、滨海砂矿和海底热液矿床)勘查与新发现;新技术方法(GPS、测深与海底扫描、海底取样、深海探矿和深潜器)。根据当今国外海洋地质科学调查研究朝“领域广、精度高、研究深”的趋势,对90年代至21世纪初海洋地质科学的发展态势作了评述。     

海洋浮游动物粪便通量

海洋浮游动物粪便颗粒的沉降被认为是碳从海洋表层向海底输送的主要途径之一，对研究碳通量和水层－底栖耦合具有重要意义。综述了有关浮游动物粪便的形态、产生率、分解速度和沉降速度的研究，以及近年来沉积物捕捉器样品的研究。虽然通过粪便产生率和沉降速度估计出的粪便通量很大，但是沉积物中粪便颗粒造成的碳通量所占比例不大。因此，对其它沉积途径的研究不容忽视。     

全球实时海洋观测网(Argo)与上层海洋结构、变异及预测研究

围绕国家重点基础研究发展计划项目“基于全球实时海洋观测计划(Argo)的上层海洋结构、变异及预测研究”,首先介绍Argo这一新型全球海洋观测网给海洋和大气科学带来的发展机遇以及我们面临的挑战,接着阐述项目重点研究区域西北太平洋和热带印度洋—太平洋的国内外进展,最后给出了项目的关键科学问题和主要研究内容。     

白垩纪“温室”气候与海洋

白垩纪典型的"温室"气候和海洋一直是地学界关注的焦点之一.与现今地球"冰室"状态相比,温室状态下的气候和海洋遵循着不同的运行模式.本文在近年来取得的大量同位素、古生物以及气候和海洋模拟实验数据的基础上,评述了白垩纪古气候和古海洋研究中取得的重要进展.化石氧同位素数据揭示白垩纪全球平均气温比现今高3～10℃,海洋纬向温度梯度仅0.15～0.3℃/1°,全球海洋结构和大洋环流可能与现今完全不同,大洋环流的驱动很可能是盐度变化而不是温度差异.白垩纪深水沉积显示出从早白垩世碳酸盐台地相、含黑色页岩夹层、黑色页岩和大洋红层大规模出现一直到晚白垩世整体以大洋红层为主的转变.对该沉积转变机制及其与古海洋、古气候关系的研究正是IGCP463/494的主要科学目标.     

海洋地质学的新动向

和1972年加拿大蒙特利尔24届国际地质大会以来的历次大会一样,海洋地质学在28届国际地质大会上也占有显要的地位,展示了它自27届国际地质大会后四年,在世界各大海洋取得的许多重要成果.从本届大会有关海洋地质的内容与展览来看,海洋地质学向着两个方向发展,一是提高其资料的精度与可靠度,大量引进新技术,改善海洋调查与实验室的设备:另一是与其它学科交叉渗透、互相配合解决全球地球科学中的某些关键问题.一、技术的发展海洋地质学的最大待点是透过水层来研究海底地壳,它的发展取决于技术的进步.有关报告的中心主题是世界资源与环境,其中法国著名的全球板块构造学家勒皮勒教授的报告“海洋:新技术试验的新领域”,十分强调了“海洋地球科学的发展依赖于新技术的发展与应     

全球海洋硅循环及研究中面临的主要挑战

海洋硅循环是海洋生物地球化学循环的关键过程之一,对调控全球二氧化碳浓度、海洋酸碱度和多种元素(氮、磷、铁、铝等)的循环具有重要作用。在当今气候变化和人类活动影响日益增强的背景下,硅循环与“生物泵”及碳循环的紧密联系,是其成为地球科学领域研究热点的主要原因。海洋中硅的外部来源主要为河流、地下水、大气沉降、海底玄武岩风化作用和海底热液输送5个途径,在全球气温变暖趋势的影响下,极地冰川融化成为高纬度海域不可忽视的硅源。生物硅在沉积物中的埋藏、硅质海绵和生物硅的反风化作用是重要的海洋硅移除过程。海洋硅循环过程复杂,受生物(生物吸收、降解)、物理(吸附、溶解)和化学(矿化分解和反风化作用)多重因素的影响,针对海洋硅循环关键过程的研究有助于综合评估海洋硅的“源-汇”和收支。本文总结了海洋硅循环的主要过程及海洋硅的收支,根据国际和国内研究现状讨论了当前海洋硅循环研究中面临的主要问题和挑战。现有研究成果显示,海洋硅的外源输入和输出通量比以往的评估分别增加了2.4和2.2倍。在短时间尺度内(<8 ka),全球海洋中硅的收支大致平衡,海洋硅循环基本处于稳定状态。气候变化和人类活动导致河流输送至陆架边缘海的硅通量发生变化,可能影响硅藻等海洋浮游植物种群结构,是未来海洋硅循环研究需要关注的问题之一。陆架边缘海较高沉积速率和强烈的反风化作用提高了该区域生物硅的埋藏效率,准确评估该区域生物硅的埋藏通量仍是亟须解决的难题。目前的研究评估了全球海洋浮游硅藻、硅质海绵以及放射虫生产力,而海洋底栖硅藻生产力的贡献受到忽视,未来需要关注底栖硅藻对生物硅的贡献及其在海洋硅的生物地球化学过程中的作用。     

大洋钻探与全球变化(二)——从海洋角度研究第四纪古全球变化

海洋在第四纪全球气候和环境的变化中起着至关重要的作用，一方面，海洋沉积记录了大量第四纪古全球变化的信息，特别是可提供古球变化中高分辨率的短期气候事件的记录，另一方面，无论是全球性大洋环流，生物和化学的变化，还是区域性西太平洋边缘海浅水陆架的出没，这些海洋事件都可能是许多第四纪古全球变化现象的原因之所在。因此，从海洋角度研究第四纪古全球变化，已成为当前古全球变化和国际古海洋学研究的重点。在这方面，深     

海洋蓝细菌生物固氮的研究进展

海洋生物固氮是海洋中氮循环的重要过程，其对海洋吸收CO2有着重要的影响。海洋固氮蓝细菌的种类和数量也有待进一步探明。现今的研究已表明，蓝细菌对海洋的氮平衡和生物生产有着重要的贡献。从海洋生物固氮的研究现状和研究方法着手，阐述了海洋生物固氮的意义，并重点对影响海洋生物固氮的因素、海洋蓝细菌生物固氮的生物化学和分子生物学机制等研究方面做了细致的综述，在此基础上提出了海洋生物固氮方面有待深入研究的科学问题，旨在为海洋生物固氮及氮的生物地球化学研究提供基础资料。     

海洋中磷的循环与沉积作用

磷在海洋中的循环与沉积主要是靠生物作用进行的。海洋表层水中的溶解磷几乎全部被海洋植物摄取，海洋植物及动物死亡后最终以生物碎屑的形式沉入海底，在其沉降和到达深层水的过程中大部分被分解、破坏，变成可溶组分又重新返回海水，使深层水中磷浓度提高。含磷浓度高的深层水被上升洋流带到表层后又被生物吸收，重复循环。当上升洋流抵达大陆边缘，特别是遇有陆缘坻存在时，磷等营养物质滞留，导致磷质生物大量繁衍，死亡后沉积，并经成岩作用，便形成大规模的工业磷块岩矿床     

中国沉积学发展战略:沉积学相关实验室及设备现状与展望

通过国内外资料调研和1950年以来我国相关实验室的考证,研究我国沉积学相关实验室及其仪器设备的历史和现状,揭示存在问题,提出相关建议。数据主要源于三方面,包括国内外数据库6个,国内外沉积学相关实验室官方网站102个以及国内外搜索引擎5个。对访问和调研结果进行统计分析,研究我国沉积学相关实验室及仪器设备的种类、数量及其地区和年代分布,并与国外相关实验室进行对比分析,探索我国沉积学的发展历程、现状和存在问题,并据此展望我国沉积学的未来发展趋势。结果显示,我国沉积学发展经历了1950—1980年的起步阶段,1980—2010年的快速发展阶段,以及2010年以来的稳步提升阶段。作为研究陆表岩石—水—大气—生物相互作用的过程、结果和机制的专门学科,沉积学与资源、环境、全球变化等人类面临的重大挑战都密切相关。我国的沉积学研究长期以来,一直是化石能源与沉积矿产、海洋过程与资源、区域环境和可持续发展等,事关国计民生的相关基础科学研究的重要组成部分。然而,从分析结果看,作为一个重要的地学基础学科,我国沉积学目前面临着以下问题:1）迄今全国还没有一个专门化的沉积学实验室;2）专门用于沉积学研究的实验仪器和设备很少;3）目前与沉积学相关的实验室分布过于集中,实验室与所研究的对象（自然界典型的沉积过程）相互脱离的现象日趋明显且不断加剧。由此可见,一方面我国的沉积学在国民经济和社会发展中发挥着重要的基础研究作用,另一方面相关支撑条件又相对薄弱且存在理论与实际相脱离的趋势。这些问题无疑将会阻碍我国沉积学未来的健康发展。通过此次“中国沉积学发展战略”调研,进一步摸清了家底、理清了问题、看到了不足,希望在此与同行分享我们的调研成果,同时更希望引起相关专家和管理部门的注意,在条件允许时能够不失时机地解决影响我国沉积学发展的上述瓶颈问题。