深渊着陆器技术研究及马里亚纳海沟科考应用

海斗深渊是指海洋中深度超过6 000 m的区域,占据了海洋底部45%的深度范围,是海洋生态系统的重要组成部分,海斗深渊科学代表着当前海洋研究最新的前沿领域。面向海斗深渊科学近海底长时探测与采样应用需求,介绍了我国自主研制的7 000 m级"天涯"号、"海角"号深渊着陆器系统,针对深渊着陆器的装备特点,重点研究了生物原位观测、微生物富集与固定、生物诱捕及沉积物取样等技术。描述了深渊着陆器在马里亚纳海沟开展的试验和科考应用,验证了着陆器及采样技术的可行性、有效性及其对深渊科考的适用性,并取得了多项科考成果。     

火星适合生命生存

从极其寒冷的火星北极，“凤凰”号着陆器发回的第1批化学实验结果显示：假如有一点液态水，生命会很舒适地生长在火星上，但是，仍然没有证据表明，生物体过去曾经生活于火星上。     

深渊生物资源取样装备技术体系研究

针对深渊生物资源研究的需求，自主研发了用于全海深深度的深渊沉积物、水体和宏生物的保压取样装置，深渊沉积物保压转移装置，深渊微生物原位过滤及保存装置和高压培养高压酶学测定装置。在深海模拟环境验证了取样装置在万米深度下的工作性能。相关装置在“探索一号”科考船的TS15、TS21-1和TS21-2大洋科考航次中，搭载“奋斗者”号载人潜器、“2号”深渊着陆器、“原位实验”号着陆器于西菲律宾盆区和马里亚纳海沟进行了海上试验，成功获取了万米深度沉积物、水体和宏生物保压样品以及微生物原位过滤滤膜；成功进行了沉积物保压样品的保压转移试验。初步形成了深渊海域生物资源取样的装备技术体系，为深渊海底生物和基因资源开发，深渊生命过程等科学研究提供技术手段。     

全海深海底沉积物力学特性原位测试技术

海洋开发已经步入全海深时代,迫切需要获取全海深海底沉积物力学特性。由于海洋工程地质环境的特殊性,尤其是深海,常规取样难度较大,并且会扰动原状土体,海底沉积物原位测试成为海底工程勘察的重要手段。介绍了静力触探测试、十字板剪切测试和全流动贯入测试等海底沉积物力学特性的原位测试方法;归纳总结了影响原位测试结果的因素主要包括水深、底质类型以及解析方法等;重点介绍了一种全海深海洋探索技术"深海着陆器";展望了全海深沉积物力学特性原位测试技术面临的机遇与挑战。     

自主式深海海底溶质通量原位观测站研究进展

针对深入了解深海海底界面的物理、化学和生物动态变化过程及机制的观测需求,综述了自主式海底观测站(着陆器,lander)在深海海底溶质通量监测的研究进展。探讨了海底观测站的设计与实施技术,分析总结了深海自主式原位观测站在沉积物-水界面化学组分通量的观测机理,讨论了自主式海底观测站的国内外发展现状。自主式海底观测站具有可灵活机动选择观测地点、操作简单、便于多参数综合测量的特点,为获取深海海底长时空尺度综合参数资料提供了有效的技术支撑。根据目前深海生物地球化学循环研究特点,提出了自主式海底观测站面临的问题与发展建议。     

南海北部深层近惯性振荡信号研究

本研究通过分析布放在南海北部的着陆器流速数据,研究一支蓝移的近惯性振荡信号,发现该信号可以传到600m水深以下,持续时间为11月3—16日。该信号的最大的东向流速为0.133m/s,最大南向流为0.124m/s。谱分析发现垂向流速呈现出5个不同的流核,最强流核发生在600—650m位置。近惯性能量下传速度为67±5m/d,从600m下传到1000m的位置能量耗散18%。经验正交函数(empiricalorthogonalfunction,EOF)分解结果显示,这次近惯性振荡信号开始是第一模态占主导,随后变成高阶模态为主导的形式。由于不知道其信号生成的源头,所以无法确定近惯性振荡形成原因,结合前人的研究结果,可以排除台风引起此次近惯性振荡信号的生成。卫星的海表高度异常显示,此时的正涡度有利于此次近惯性振荡发生蓝移特征。     

20世纪夏威夷最大海啸的地质证据

夏威夷历史海啸记录包含远距离和当地产生的海啸,由这些事件引起的人员伤亡和对建筑、环境造成的破坏与损失是惊人的,但是在近来才有一些对历史海啸沉积事件的综合性的研究.夏威夷多岩石的海岸线的演变主要是海啸和风暴的贡献,然而区分风暴和海啸是很难的,特别是相关的小的历史海啸事件.因此夏威夷海啸的研究往往关注于大的古海啸沉积事件.研究表明远距离产生的事件,如1946年阿留申海啸对瓦胡岛岩石岸线的演变具有重要影响.活火山也有助于岩石岸线的形成,且容易引发当地海啸.现代活动的Kilauea火山南侧海域的逐步沉降并没有引起太平洋范围内的破坏性的大海啸,但引发了局部一系列重要的海啸事件,这些事件的周期被估计认为是200年.     

海洋微生物的多样性在赤潮调控中的利用

海洋发生赤潮是由多种因素相互作用的一个极其复杂的过程,丰富的营养盐和微量重金属元素是形成赤潮的物质基础[1].近年来,随着人口的持续增长和经济的高速发展,造成某些水体交换条件不良的海湾富营养化,赤潮的发生有逐年增加的趋势[2].     

使命莫霍:大洋岩石圈的形成与演化

大洋岩石圈的形成与演化主要是地球化学变异和物理变化的过程,板块构造每100～200 Ma可以完全更新大洋盆地.而岩石圈则是地球的地幔到地壳、地壳到海洋与大气的物质和能量传递与转换形成的产物,独立的阳光与演变的洋壳提供了生命在独特的海底和次海底的类似地球早期生态系统的生长环境.洋壳的形成到重新俯冲到地幔,始终伴随着海水的相互作用,海水与其他物质最终经循环又重新进入了地幔.     

福建长乐东部海岸沙丘风蚀坑研究

沙丘风蚀坑是沙质海岸常见的风成地貌形态,是固定沙丘开始活化的明显标志.福建长乐东海岸风沙规模大、地貌类型多样,发育了许多典型的海岸沙丘地貌.由于各种自然和人为因素的作用,部分海岸沙丘发育了风蚀坑.根据对研究区风蚀坑的实地调查,本文论述了风蚀坑的形态特征、风蚀坑内的风速与风向变化,以及风蚀坑的风沙搬运与沉积过程,并对风蚀坑的成因和风蚀坑的演化阶段进行了讨论.文中得出以下几点结论:(1)研究区主要发育槽形风蚀坑,风蚀坑中轴线的方位多介于NE40°～NE65°之间,两侧侵蚀壁坡度介于35°～40°之间.(2)大型风蚀坑,风速在顶部最大.小型风蚀坑,较狭窄部位的风速可能大于项部.(3)大型风蚀坑,沿着中轴线上风向基本上保持不变,近侵蚀壁的风向则发生不同程度的改变.小型风蚀坑,从坑口到坑顶的风向变化明显.