海底CORK观测30年:发展、应用与展望

过去50年深海钻探计划(DSDP)、大洋钻探计划(ODP)及综合大洋钻探计划(IODP)等国际间综合深海钻探计划的实施,使我们对地球和海洋的认识取得了显著进步。海底井控观测装置(CORK)的研发和应用是上述深海钻探计划带给我们的最宝贵财富之一。目前地球科学和海洋科学已由过去的间断性观测模式升级为现在的连续性原位观测模式,海底CORK观测系统为地球科学、海洋科学与生命科学领域的科学家对海底洋壳复杂而又相互关联的深部过程进行数秒至数十年时间尺度的研究提供了新手段和新机遇。通过对海底CORK观测系统的发展演变、在ODP和IODP航次中的使用以及在此过程中获得的科学经验和教训进行总结,对CORK系统如何应用于我国洋壳地质学、水文学、微生物学及生物地球化学过程研究提出看法。     

第五届地球系统科学大会第一号通知

正"地球系统科学大会"(Conference on Earth System Science,CESS)是以学科交叉为特色、两年一度的学术盛会。其目标在于促进学科交叉,横跨圈层、穿越时空,推动海陆结合、古今结合、生命科学与地球科学结合以及科学与技术的结合。在当前我国地球科学、尤其是海洋科学高速发展的背景下,大会的宗旨在于提供"陆地走向海洋,海洋结合陆地"的交流平台。"地球系统科学大会"的前身为"深海研究与地球系统科学大会",前两届会议分别于2010     

第五届地球系统科学大会第一号通知

正"地球系统科学大会"(Conference on Earth System Science,CESS)是以学科交叉为特色、两年一度的学术盛会。其目标在于促进学科交叉,横跨圈层、穿越时空,推动海陆结合、古今结合、生命科学与地球科学结合以及科学与技术的结合。在当前我国地球科学、尤其是海洋科学高速发展的背景下,大会的宗旨在于提供"陆地走向海洋,海洋结合陆地"的交流平台。"地球系统科学大会"的前身为"深海研究与地球系统科学大会",前两届会议分别于2010     

第二届深海研究与地球系统科学学术研讨会第二号通知

“深海研究与地球系统科学学术研讨会”是地球科学领域以中文作为主要交流语言,大幅度跨学科交叉的学术会议,由中国综合大洋钻探计划专家委员会（IODP—China）、国家自然科学基金委员会地球科学部、国际中国地球科学促进会（IPACES）和同济大学海洋地质国家重点实验室联合主办.     

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。     

第一届深海研究与地球系统科学学术研讨会在沪举办

由中国综合大洋钻探计划专家委员会（IODP-China）、国家自然科学基金委员会地球科学部、国际中国地球科学促进会（IPACES）、同济大学海洋地质国家重点实验室联合主办,同济大学海洋地质国家重点实验室承办的第一届深海研究与地球系统科学学术研讨会。     

加拿大海王星:科学、运行、管理

加拿大海王星是世界最大的海底缆接科学观测网,于2009年开始运行.它连接了位于不同水深和不同海洋地质环境的大批观测仪器,把数据连续不断地通过互联网传给科学家和大众.海王星的建立是为了推动地震过程和大地构造、海底地下流体、海洋生物与气候变化、深海生态系统、工程和信息科学等五大科学命题的研究.为最大程度地推动国际合作,加速科学发展步伐,它的系统使用完全开放,数据全部免费公开,这在科学史上前所未见.这种全方位、全开放的复杂庞大的科研系统需要高超的管理方法和优良的学术环境.     

“深水珊瑚研究进展”专题序言

正长久以来,深海海底的生物群落和环境变化是人类认知不明的"科学盲区"。随着载人和无人深潜技术的发展,20世纪中叶以来,陆续发现的"热液黑烟囱""、冷泉喷溢口"和"冷水珊瑚丘"不断革新甚至颠覆了人类对生命科学和地球科学的认知。放眼国际,冷水珊瑚并不是一个新事物。包括英国、法国、意大利、德国以及美国在内的欧美发达国家早在几十年前就已经开始了深潜科考,并发现了广布海底的冷水珊瑚,这让他们意识到冷水珊瑚在基础科学研究以及渔业、生物、化学等领域的广阔前景。因此,深海冷水珊瑚在大西洋已经被研究了几十年,在美国西海岸、夏威夷乃至南大洋亦有诸多研究和报道。相较而言,我国深潜技术起步晚,但发展快,随着一系列深潜科考活动的开展,我国在海洋生物、海洋生态和海洋地质等学科领域开创了新的研究方向。2018年在南海北部至中部的深潜航次首次发现了深海海底的柳珊瑚林,在此之前,"深水珊瑚"在我国几乎是一个完全未知的领域,因此,这对我们来说又是一个开创性的进展。深水珊瑚不仅是南海深海底栖生物和环境研究中的一个新发现,更为全球大洋深水生态系统提供了新证据和新认识,也为探索过去中—深层海洋环境变化开拓了新方向。     

第二届深海研究与地球系统科学学术研讨会第二号通知

“深海研究与地球系统科学学术研讨会”是地球科学领域以中文作为主要交流语言,大幅度跨学科交叉的学术会议,由中国综合大洋钻探计划专家委员会（IODP—China）、国家自然科学基金委员会地球科学部、国际中国地球科学促进会（IPACES）和同济大学海洋地质国家重点实验室联合主办。     

当前国外海洋地质科技发展概述

自六十年代以来,在地学领域中有国际性的“上地幔计划”(UMP),进行地质(包括超深钻、地震、古地磁、古微生物、地热、地球化学、高压物理、同位素等)多学科性的综合研究。海洋地质科学随着板块构造理论的深入研究,特别是六十年代末深海钻探计划(DSDP)的实施,使海洋地质科技获得了飞速的发展。不仅在涉及全球构造——海底扩张理论和板块构造学说,而且在现代海洋沉积作用的基础理论研究以及海底矿产成矿     

系列化的海洋地热流探测技术获得突破

<正>海洋地热流表征地壳的活动性及发生于其中的各种能量转化制约着海底各个不同尺度圈层之间的地质、地球化学和地球物理过程。因此,研究地热流值的时空分布特征不仅是认识地球内部热状态的重要地学研究方法,也是认识石油、天然气和天然气水合物资源形成、演化状态与评价其资源的关键依据。自"十五"以来,中国地质调查局广州海洋地质调查局局地热流探测科研团队与国内高校科研机构合作,致力于研发海洋地热流探测技术。以海洋地质区调、深海油气和天然气水合物资     

科学新闻

苏联海洋学研究成就据苏联国际地球物理年和国际地球物理合作計划的海洋学研究工作的領导人B.考尔特宣称,基于这項研究成果,大大地扩展了关于世界大洋的知識。在2-3千米的深处,甚至在海底部发現了許多完整的海底河流。科学考察船“勇士号”所进行的考察完全改变了关于深海举中流速的概念。发现了流速达每秒12米的激流。科学上以前所知道的流速不超过每秒3-5米。在太平洋中有18个深凹地,苏联科学家詳細地研究了其中的14处。在北极地区获得了关于海洋和大气之間經过冰层的热交流的重要資料。在南极地区海洋的广大区域內发現了海底火山現代活动的迹象。     

底基三脚架在深海观测中的应用

底基三脚架是海底观测的平台之一,它能装备多种观测仪器,长期、稳定地立于海底,进行几乎无干扰的原位观测.底基三脚架已成功应用于深海化学、物理、生物和地质过程的现场观测,取得了大量的重要成果,但在我国的深海研究中还未开展.简述了底基三脚架的概念和发展历史、工作原理、应用及前景等,希望引起我国海洋工作者的兴趣和关注,推动底基三脚架在我国深海观测中的应用和发展.     

海底沉积物孔隙压力原位长期观测技术回顾和展望

海底沉积物孔隙压力对海底地质灾害过程反应敏感,是表征海床稳定性的一个重要指标,通过海底沉积物的孔隙压力观测可以判断海床的稳定状态,对于海底地质灾害预测预警具有重要意义。海底沉积物孔隙压力观测存在(1)超高背景压力下的高精度测量;(2)贯入过程传感器超量程破坏;(3)系统长期供电及传感器漂移;(4)深海海底布放和回收等技术难点。国际上海底孔隙压力观测技术从20世纪60年代开始发展,逐渐形成了系列核心监测技术和成熟的商业化设备产品。挪威岩土工程研究所NGI与美国伊利诺伊大学共同研发的NGI-Illinois压差式孔隙压力观测系统,是已知最早的海底沉积物孔隙压力观测设备。此后,美国地质调查局USGS、美国桑迪亚国家实验室、英国牛津大学等相继研发了不同结构的观测设备,覆盖浅海到深海。其中,英国海洋科学研究所研发成功的深海孔隙压力原位长期观测设备PUPPI是一个重要的历史节点,该设备能够在6 000 m水深的环境中连续运行一年,成为当时最成功的海底孔隙压力观测设备,其现代化的设备结构和设计理念被后续的观测设备广为借鉴。21世纪以来,得益于海洋科学技术的整体进步,国际孔隙压力观测技术发展呈现加速趋势。法国海洋开发研究院IFREMER研发的Piezometer系列孔隙压力观测探杆,代表了当今世界的先进水平,可能是目前应用次数最多的海底孔隙压力观测设备。我国在深海探测、观测技术领域起步较晚,在深海沉积物孔隙压力原位长期观测技术方面几乎空白,发展很不成熟。其中,中国海洋大学、自然资源部第一海洋研究所等单位进行了较多的探索性研发工作。近年来,以港珠澳大桥建设、南海天然气水合物试采等为标志的大批国家级海洋建设项目如火如荼,深海油气矿产资源开发、深海天然气水合物开采利用等海洋新兴产业快速起步,深海孔隙压力原位长期监测关键核心技术等“卡脖子”问题仍然突出,严重制约了我国海洋工程产业发展的步伐。因此,迫切需要发展具有自主知识产权和关键核心技术的国产深海沉积物孔隙压力原位长期监测技术。本文回顾了国际、国内海底孔隙压力观测技术的相关研究进展,旨在分析总结孔隙压力观测技术及其应用中涉及的一些核心技术和亟待解决的关键问题,以期为我国该项技术的发展和应用提供借鉴。     

我国海洋地质科学的发展

第二次世界大战以后,由于工业技术的发展,随着军事、航海的需要和以海底石油为主的矿产资源的勘探、开发,以及一系列国际性大规模海洋考察活动,其中特别值得指出的是50年代后期的国际地球物理年和从1968年开始并延续至今的深海钻探计划,丰富了人类对占地球表面积71％的海洋的认识,极大地推动     

海洋地球物理技术的发展

海洋地球物理的海底探测技术在20世纪里的迅猛发展推动了地球科学的进展。高精度的导航定位技术是实现海底高精度探测的基础。高精度的导航定位包括水面船只和水下探测系统的精确定位。现代水面船只定位依赖以全球卫星定位技术为主的导航定位系统；水下定位系统主要发展有超短基线定位系统(USBL)、短基线定位系统(SBL)和长基线定位系统(LBL)等。海洋重力测量系统的主体技术得到改进，陀螺稳定平台广泛采用光纤陀螺技术，开发出改正交又耦合效应的新技术，系统实现数字化控制，卫星测高技术引入海洋重力测量领域。海洋地磁测量发展出光泵式测量技术、多分量测量技术和梯度测量技术，近数十年快速发展起来的海底声学探测技术有多波束测深技术、声纳侧扫技术和浅层剖面测量技术等，这些技术已经在当代海底科学研究、海底资源勘查、海洋工程和海洋开发等方面发挥出极其重要的作用。在新的世纪里，海洋地球物理仍然保持着前沿科学的地住。     

近岸海域生态地球化学调查评价方法及内容探讨--海底沉积物-水-底栖生物系统调查评价

近岸海域生态地球化学调查,是中国地质调查局实施的多目标地球化学调查项目的重要内容之一.本文提出和探讨了关于开展"海底沉积物-水-底栖生物系统"调查评价的内容、方法及其工作要求.建议对系统的3种组成介质进行同站位、同步和近原始状态(未扰动)、密度网格采样,辅助开展海洋地球物理剖面测量,分析评价海底表层环境系统内重金属元素来源、运移的地球化学作用及其生态效应.     

海洋资源——人类可持续发展的依托

广阔的蓝色海洋蕴藏着丰富的金属、能源和生物资源,除了传统的石油与天然气,近年来,一些非常规的资源受到全球性的广泛关注,并在国际上引起新一轮的"蓝色圈地"运动。大洋多金属结核、富钴结壳、多金属硫化物、天然气水合物、深海热泉生物等新型资源具有很好的科研与商业应用前景,被誉为21世纪人类可持续发展的战略接替能源。在各种海洋资源可利用性分析的基础上,针对应用开发,提出的海洋资源开发中的重大科学理论与技术集成应引起科学界与管理部门的充分关注,包括深海生物资源商业应用开发的技术集成、海底热液成矿作用理论研究、水（热液）-岩反应研究、天然气水合物与固体金属矿产的识别与开采技术集成。海洋高技术是建立在现代海洋科技理论和相关技术领域最新成就基础上的综合技术体系,重大科技理论创新突破与技术集成将成为海洋科学与海洋工程发展的动力。     

第二届深海研究与地球系统科学学术研讨会第二号通知

“深海研究与地球系统科学学术研讨会”是地球科学领域以中文作为主要交流语言,大幅度跨学科交叉的学术会议,由中国综合大洋钻探计划专家委员会（IODP-China）、国家自然科学基金委员会地球科学部、国际中国地球科学促进会（IPACES）和同济大学海洋地质国家重点实验室联合主办。第一届研讨会于2010年6月28-7月1日在同济大学成功召开,来自海内外86个单位近500位华人学者参加了会议,其中海外（含港台）单位18个。     

第五届地球系统科学大会第一号通知

正"地球系统科学大会"(Conference on Earth System Science,CESS)是以学科交叉为特色、两年一度的学术盛会。其目标在于促进学科交叉,横跨圈层、穿越时空,推动海陆结合、古今结合、生命科学与地球科学结合以及科学与技术的结合。在当前我国地球科学、尤其是海洋科学高速发展的背景下,大会的宗旨在于提供"陆地走向海洋,海洋结合陆地"的交流平台。