上层海洋-低层大气科学研究计划

海洋和大气是地球系统的重要组成部分，其在全球气候变化中具有重要作用。上层海洋与低层大气研究（SOLAS）作为IGBPII第一个新的核心计划，以海洋中深度在100 m以上的水层和 1 000 m以下的大气边界层为主要研究对象，通过多学科的交叉研究，以揭示海洋与大气相互作用的物理和生物地球化学过程耦合及其在气候变化中的作用。SOLAS科学计划得到了世界各国的积极响应，已有16个国家向国际SOLAS科学委员会提交了SOLAS进展状况的国家报告。我国也制定了自己的科学研究计划重点研究中国近海的大气物质入海、海洋温室气体排放、海-气界面上的物质和能量交换过程及其对气候和环境的影响和反馈。     

海洋深水钻探船及取样技术

介绍了国外海洋深水钻探船和取样技术,重点介绍国内启动深水钻探的动向,钻探船的性能要求,取样技术的设计方案,并对海洋深水钻探的启动,提出了看法。     

海洋地质十号船钻探系统及其在海洋地质调查中的应用

能源需求持续增长及环境污染防治、应对气候变化要求加快能源结构调整,迫切需要海洋地质调查工作为油气勘探开发提供新的靶区,为天然气水合物商业化勘查开发提供基础支撑。我国自主设计、建造的海洋地质十号船填补了我国小吨位大钻深海洋地质钻探船的空白,提升了海洋地质调查能力,也标志着我国海洋地质综合调查能力跻身世界前列,并为未来的大洋钻探提供了宝贵的经验。海洋地质十号船钻探系统针对不同地层采用不同的取心工具,顺利完成了南海某海域的钻探取心任务(A、B两个钻孔)。针对海洋钻探作业风险,制定的应对措施,保证了海洋地质十号船钻探作业的正常施工。实践证明,海洋地质十号船钻探系统可圆满完成了海洋地质钻探取心任务。     

英国海洋科技计划重点布局及对我国的启示

对英国近年来主要海洋研究战略、计划、项目及其海洋研究整体布局进行分析,发现具有如下特点:加强海洋研究国家层面的顶层设计;对海洋研究基础设施给予长期支持;根据国家科技现状和国民经济需求确定海洋研究重点领域;未来将重点关注海洋酸化、海洋可再生能源开发和海岸带灾害研究。为此,提出我国海洋科技发展的建议:制订国家级中长期海洋科技发展规划;加强对海洋科研基础设施的投资支持;针对国家战略需求,合理规划海洋科技研究重点。     

设立“地下明灯研究计划”的建议

20世纪末，空间对地观测技术的发展，获得了地球表面清晰的图像，使人们可以实时地观测地球水圈和大气圈的结构、状态和运动过程，及其与生物圈的相互作用，这是地球系统科学革命性的进展。介绍的“地下明灯研究计划”，其目标是获得地球内部不同深度情况下不同尺度的图像，这些图像是新型的地球内部“三维地图”，它将完善和改变我们对大陆动力学、岩石圈结构和状态的认识。     

强化我国海洋领域国家战略科技力量的思考与建议

海洋是国家战略必争领域,海洋强国建设是世界科技强国建设的重要组成部分.坚持科技自立自强,强化海洋领域国家战略科技力量,是推动海洋强国建设的重要手段.研究了世界海洋科技强国一流科研机构发展态势,分析了我国海洋领域国家级科研机构和科技创新基地建设布局,介绍了中国科学院海洋领域机构改革创新的实践和经验,并对强化海洋领域国家战略科技力量提出了思考和建议:要聚焦最紧迫、最真实的国家战略需求,坚持"有所为、有所不为"的理念,在事关我国海洋核心利益的重点方向进行战略布局,以前瞻性、战略性重大科技项目为依托,充分发挥国家作为重大科技创新组织者的作用,为建设海洋强国提供有力的科技支撑.     

数据库在东海油气勘探及海洋地质调查中的应用

1984年以来,我们在计算机上建立了地震层位和速度、重磁等地质数据库应用系统,配备了相应的数据处理、绘图软件包;目前正在建立沉积数据库。这些工作已成为地矿部石油普查勘探数据库系统的一部分。     

建设海洋强国——关于建设海洋强国的若干思考

建设海洋强国的战略目标,是党中央在我国全面建成小康社会决定性阶段作出的重大决策,是中国特色社会主义道路的重要组成部分。中国特色海洋强国的内涵应该包括认知海洋、利用海洋、生态海洋、管控海洋、和谐海洋等5个方面。     

南海北部井场调查中常见的海洋灾害地质

南海北部准被动大陆边缘自第四纪以来具有较强的新构造运动,由此形成的各类潜在地质灾害对于迅速发展的海洋油气资源勘探开发,是一项值得认真研究的课题。20世纪80年代至今,在南海北部承担了大量的井场调查和研究,结果表明南海北部灾害地质因素类型很多,危险性较大或分布较广的是活动断层、地震、滑坡、沙波、浅层气和埋藏古河道,它们的发育受区域地质环境控制。南海新构造运动东部强于西部,北部强于南部,东北部最强。在水深50～130m左右,深部构造较稳定,具有活动能力的破坏性地质灾害类型较少,限制性地质条件如埋藏古河道广泛分布,侵蚀沟、浅槽和凹凸地等十分发育,是南海北部相对稳定的区域。在水深大于130m,是陆架转向陆坡的过渡带,各种具有活动能力的地质灾害类型,如断层带、大型滑坡带、陡坎、底辟及沙波等普遍存在,地震活动多,地形复杂,是南海北部不稳定区域。     

浅谈海洋矿产资源的开发及利用

人类对海洋,始终是热爱又敬畏的。20世纪下半叶,随着深海开发技术的不断完善,人们越来越深入地探索着海洋底部无穷无尽的矿产资源。石油、可燃冰、锰结核、热液硫化物……探索在进一步深入,争夺也越来越激烈。占有丰富海洋矿产资源的渴望与热情,使世界各国兴起了一轮＂蓝色圈地运动＂。     

珠江三角洲近岸海洋地质环境与地质灾害调查主要进展及成果

通过遥感、水文和水化学、综合物探、地质取样、钻探以及静力触探等多种调查手段与方法,首次在我国重点经济区——珠江三角洲的近岸开展了1∶10万比例尺海洋地质环境与地质灾害综合调查,对调查区水域的海水化学要素、环境质量、水动力、地形地貌、沉积物、浅地层结构、潜在地质灾害以及海底工程地质条件进行了综合分析与研究,对海洋地质环境进行了综合评价与预警,并对该区海洋开发和工程建设提出了建议。     

世纪之交的中国海洋科学思考--关于海洋科学学科 "十五"优先领域的认识

1 中国与海洋 中国位于太平洋西岸,东南两面临海,分别为渤海、黄海、东海和南海,拥有约18 000 km大陆岸线,中国沿岸岛屿星罗棋布,面积500 m2以上的海岛6 500多个,岛屿岸线约14 000 km.依照1998正式生效的<联合国海洋法公约>,中国拥有约300万km2的管辖海域.在管辖海域中,有经济价值的鱼类和其它海洋动植物种类多、数量大.大陆架区含油气盆地面积近70万km2,蕴藏的石油资源在150亿t以上,天然气约14×1010m3,海水中可利用的化学元素也十分丰富,各种形式的海洋能源总量超过4亿kw.     

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。     

前寒武纪条带状硅铁建造的形成机制与地球早期的大气和海洋

前寒武纪条带状硅铁建造(BIFs)是地球早期特有的化学沉积建造类型,记录了当时大气和海洋的化学成分、氧化还原状态及演化。本文系统测定了华北地台条带状硅铁建造的硫硅氧同位素组成。不同时代和不同类型条带状硅铁建造中石英的硅同位素组成非常相似,强烈亏损30Si,δ30SiNBS-28大部分位于-2.0‰～-0.3‰之间,平均-0.8‰;硅铁建造中石英的δ18OV-SMOW相对较高,8.1‰～21.5‰,平均13.9‰;二者均与现代海底黑烟囱、泉华及热水沉积硅质岩的硅氧同位素组成相似。在同一样品中,磁铁矿条带中石英的δ30SiNBS-28普遍低于相邻硅质条带中石英的值,而δ18OV-SMOW刚好相反,反映了硅铁建造沉积时的初始特征。BIFs中硫化物的δ34SV-CDT变化范围很大,-22.0‰～+11.8‰,但大部分集中分布在0值附近。Δ33S=-0.89‰～+1.2‰,显示出了明显的硫同位素非质量分馏特征,说明当时大气氧浓度很低。与火山活动关系密切的Algoma型硅铁建造的Δ33S多为负值,而远离火山活动中心的Superior型硅铁建造的Δ33S多为正值。提出无论是Algoma型,还是Superior型BIFs都是由海底热液喷气作用形成的。富含溶解硅和铁的热水溶液喷发到在海底以后,由于温度突然下降,硅酸H4SiO4在海水中达到过饱和状态,导致SiO2首先沉淀,形成硅质层;随着热水溶液与海水的不断混合,温度不断降低,Eh值不断升高,Fe2+逐渐被氧化生成Fe3+随后沉淀,形成富铁层。一套硅铁韵律层代表了一次大的海底喷气活动;海底热液喷气的周期性活动形成了规律性的硅铁韵律层。BIFs的广泛分布和硫同位素非质量分馏效应的普遍存在,表明当时大气氧水平很低,可能不足现在氧水平的1‰;火山和海底喷气活动非常强烈,海水温度较高,呈酸性,pH值在3.0～5.5之间;海洋中可溶解硅H4SiO4和Fe2+的浓度很高;而可溶硫酸盐的浓度极低,1mM。早元古代(1.8Ga)以后海洋硫酸盐浓度升高,由富铁海洋转化为富硫酸盐的海洋,是造成BIFs消失的根本原因。大规模火山喷发和海底喷气活动对海洋的成分和氧化还原状态影响很大,使海洋的氧化时间较大气至少推迟了6亿年。     

世纪之交的中国海洋科学思考——关于海洋科学学科“十五”优先领域的认识

1 中国与海洋 中国位于太平洋西岸,东南两面临海,分别为渤海、黄海、东海和南海,拥有约18 000 km大陆岸线,中国沿岸岛屿星罗棋布,面积500 m2以上的海岛6 500多个,岛屿岸线约14 000 km.依照1998正式生效的<联合国海洋法公约>,中国拥有约300万km2的管辖海域.在管辖海域中,有经济价值的鱼类和其它海洋动植物种类多、数量大.大陆架区含油气盆地面积近70万km2,蕴藏的石油资源在150亿t以上,天然气约14×1010m3,海水中可利用的化学元素也十分丰富,各种形式的海洋能源总量超过4亿kw.     

中国海洋国土的确定及矿产资源

我国是有辽阔海洋国土的海洋大国,海陆总国土面积约1 260×104km2。中国海处于大陆边缘,其海底地貌可分为大陆架、大陆坡、岛弧、海沟和深海海盆五大类。本文按地体构造分析我国海域及邻区的构造,其主体处于欧亚板块的华北亚板块、扬子亚板块、华南亚板块、南海亚板块和东南亚亚板块,其中亚板块可分为若干地体。台湾海岸山脉及其以东区域位于菲律宾海板块。三叠纪以来,这些板块、亚板块和地体处于不断拼合、增生或离散之中。按照联合国海洋法公约,渤海是内海。黄海的西部海域,东海和南海的大部分海域都是我国国家管辖的专属经济区,都是中国海洋国土,根本不是什么公海。我国海洋矿产资源极其丰富,海洋油气资源的勘探与开发居最重要的地位。除了已开采海滨砂矿、铜、煤等固体矿产之外,应特别要重视海洋多金属结核、天然气水合物等资源的勘探和开发。