微生物学向深海进军

论述全球的深海概念,包括深于1000m的各种海域,如大洋、远海、一些海湾、海峡、海沟、海槽、深渊、超深渊等。认为深海环境包括3个单元：深海海平面上的空气、海洋表层至海底间的深水体和表层沉积物／岩石及以下部分。在此环境繁衍了深海上空气微生物、深水微生物及深海地微生物,对这三者的研究构成了深海微生物学,而其中的嗜极微生物则十分重要。尤其关注深海地微生物学的研究现状并展望其研究前景。     

让我们潜水去

神游海底是人们由来已久的愿望。1700年前的中国史书《魏志倭人传》中。就已经有了海边渔夫在海里潜水捕鱼的场面描写。到了1720年，一个英国人利用一只定做的木桶潜到水下20米深的地方成功地进行了海底打捞。数千年前人们漫步海底的愿望，伴随着技术的进步和设备的更新，已经成为现实。人们穿上潜水服，背上呼吸器，漫步海底，探索神秘多彩的海底世界。那种新奇、     

海洋深处的“怪鱼”

大约在100年前,英国科学家爱德华·福尔白斯作了一个肯定的结论:“在海深500米以下水域中、没有生物。”后来,在19世纪50年代,爱德华的结论被否定了。人们在铺设海底电缆时发现,在大约2000米深的海底,生活着各种不同的动物。更令人惊奇的发现是在60年代,有人在更深的海底,居然发现生活着一种特殊的扁鱼,还有一种深     

深海微生物研究进展

海洋占地球表面的70 %以上 ,虽然与陆地的某些生态环境相比 ,海水 ,尤其是深海 ,营养相对贫乏 ,微生物活动不是十分剧烈 ,但从海水表面到108600m深的海底淤泥中都存在着微生物。近年来 ,海洋微生物的研究日益被重视 ,对海洋微生物的生态调查、生理和遗传特征以及开发利用都有许多研究[1～3]。深海是一个特殊的生态环境 ,这里永久低温 (火山口除外)、高压、黑暗。对深海微生物的研究不仅有助于了解生命的起源 ,而且可以了解各种极端微生物的生活特性 ,有助于对深海微生物资源的开发利用。1深海生态环境的特征深海一般指1000m以下的海洋 ,占地…     

天然气水合物的上界面——硫酸盐还原-甲烷厌氧氧化界面

定义了海域天然气水合物成矿带的上界面。指出在地球深部存在最原始的、从根本上不依靠光合作用来生存的生命系统。根据对ODP岩心样品中微生物数量的统计,海底以下沉积层中的生物数量可能占据全球原核生物总量的70%,其生物总碳量和地球表面所有植物的碳总量相当。地球内部如此巨大的生物总量应该在地壳中的气体分布等方面起着重要作用。甲烷在地壳层中广泛存在,并主要是微生物成因的。微生物产甲烷的途径主要有两个,一是二氧化碳还原,另一个是醋酸盐发酵。相应地,参与产甲烷的微生物菌群主要是产甲烷菌和食醋酸菌。甲烷在沉积层中的厌氧氧化是一个不争的事实。该过程发生在海底以下一个非常局限的区带,称为硫酸盐还原-甲烷厌氧氧化区带。通常,这个区带很窄,仅为一个面,因此,硫酸盐还原-甲烷厌氧氧化区带又称硫酸盐还原-甲烷厌氧氧化界面。这是一个基本的生物地球化学界面,在功能上它起到屏蔽甲烷向海底和大气逸散的作用,是一个巨大的甲烷汇。甲烷的厌氧氧化同样是一个由微生物介导的过程,参与此过程的微生物主要是食甲烷古菌和硫酸盐还原菌。硫酸盐还原-甲烷厌氧氧化界面在海洋沉积层中一般深可达海底以下上百米,浅可至海底。此界面为天然气水合物的上界面,该界面以上没有甲烷...     

海底测量的相干声纳系统

一、相干声纳系统的特点 人们对回声测深仪、侧扫声纳、多波束测深仪都比较熟悉了,近年来又出现一种可对海底地貌高密度、高精度测量的相干声纳系统。什么是相干声纳(interferometric seabed inspectric sonar)呢?它是一种利用多声板接收回波的振幅、时间和相位差来对海底各点准确定位,并快速采集和处理大量的数据的系统。相干声纳(缩写ISIS)集水深探测技术和成像技术于一体,不仅可以测量水深,而且可以同时给出海底三维立体图、等深图、侧扫声图。     

基于跨航道抛锚作业的海底管道埋深研究

抛锚作业给跨航道海底管道带来的安全风险问题越来越引起人们的关注。为了加强海底管道防冲击能力、保障管道的安全运营,针对抛锚冲击作用下的管道埋深进行研究。通过建立小尺寸抛锚冲击管道实验平台,获得了冲击荷载作用下抛锚高度、管道埋深、堆石材质等参量对管道响应的影响。并基于正交实验原理,综合分析了不同参量对管道响应的敏感性。利用有限元法对抛锚冲击管道的过程进行瞬态动力分析,进一步研究了堆石材料力学特性对管道埋深的影响。结果表明:在冲击荷载作用下,堆石层的材料特性对冲击能量的耗散起着重要作用。通过将数值分析结果与实验数据作对比,并结合DNV规范中的能量计算方法,提出了抛锚冲击荷载作用下管道最小埋深的计算方法。研究成果为海底管道的安全铺设提供一定的理论指导。     

现代海底热液硫化物矿体微生物风化的几个重要研究方向

与现代海底热液系统所伴生的金属硫化矿床是人类未来矿产资源的可靠储备。热液硫化物矿体形成后,在相对漫长的后期改造过程中,金属硫化物成为深海微生物群落可靠而稳定的能量来源,并遭受着微生物的风化蚀变作用。而这种微生物与矿物之间的相互作用,已经逐渐成为目前地球科学与生命科学交叉研究的重要方向之一。简述了现代海底硫化物堆积体的微生物风化过程研究现状,从当前现存待解决的问题出发,展望了未来几个重要的研究方向:包括矿体尺度上微生物因素对风化作用的贡献程度及矿物蚀变次序、细胞尺度上的微观成矿机理、氧化蚀变过程中元素迁移富集及同位素分馏规律,以及涉及到蚀变作用中的微生物种属与有机生物标志物的特征等几个方面,以期加深人们对深海热液环境中微生物与矿物相互作用的理解,同时,为陆地环境中类似矿体的演化规律的研究提供现代视角上的有益思考。     

重现海洋的“珊瑚杀手”——微生物石

微生物石是由海洋微生物群(细菌和藻青菌)组成的,一般在水下不足25米处繁殖增生。在某些海域,微生物石能以惊人的速度铺满海底,使珊瑚接触不到生命源——光线,从而将其杀死。人们原以为微生物石在6500万年以前就已经绝迹了,但它们却在新千年伊始又“卷土重来”。微生物石重现海洋,威胁着珊瑚礁,并进而威胁着动物群落和人类。     

海洋矿产的新分类

海洋矿产的研究和开发已有数百年，但至今仍未有一个完整的分类。本文新分类所依据的原则有三：1．海底地质构造区划，首先根据地壳结构的差异分为深洋底和陆缘海底两大类海底矿产，这种划分也反映了板块构造对海底成矿作用的影响。2．海底地质结构，陆缘海底和深洋底均具有“三层结构”，以此为基础，     

南海东北部峡谷体系的地貌特征与发育控制因素

海底峡谷在全球陆缘广泛分布,是浅海沉积物向深海运移的主要通道,对于理解深海浊流触发机制、深海沉积物的搬运模式、深海扇的发育历史和深海油气资源勘探等均具有重要意义。本文基于高分辨率高精度的多波束测深数据,首次对南海东北部海底峡谷体系进行了研究,精细刻画了高屏海底峡谷、澎湖海底峡谷、台湾浅滩南海底峡谷和东沙海底峡谷等4条大型海底峡谷的地貌特征并分析其发育控制因素。海底坡度、构造运动、海山与海丘是影响南海东北部峡谷群走向与特征的重要因素,其中,海底坡度对于峡谷上游多分支与“V”字特征有显著的控制作用;构造运动是控制高屏海底峡谷走向的因素,澎湖海底峡谷的走向则与菲律宾海板块与欧亚板块碰撞有关,东沙海底峡谷的走向则与东沙运动相关,台湾浅滩南海底峡谷上段受NW向断裂构造的控制;海山的阻挡作用造成峡谷局部走向和特征改变。海底峡谷群输送大量陆源沉积物到深海盆并形成大面积的沉积物波,海山和沉积物波的发育导致东沙海底峡谷下段“回春”和转向。     

基于磁异常检测的海底管道探测技术研究与应用

海底管道是海洋油气输运的重要命脉,需要定期进行检测探测以分析评估其安全稳定性。基于埋设海底管道及其磁异常特征,通过研究埋设海底管道磁异常的检测技术及其组成、应用方法,优化海底管道磁异常检测设备布设与检测测线方案,实现埋深大于5 m的深埋海底管道磁异常特征的完全检测。通过海底管道磁异常数据反演可获取实测海底管道路由相比设计竣工路由的坐标偏距、管道埋深等数据,在某区域14.5 km长的海底管道探测实际工程中应用良好,探测数据符合管道路由勘察评价标准规范,为管道埋藏状态分析提供了依据,形成了一种高效、精确的海底管道探测评价方法。     

“大洋一号”船首次成功实现海底深孔钻探

9月28日～10月上旬,“大洋一号”船圆满完成了南海海试第一航段调查任务。其间,在我国东沙海域1740m海底成功获取深孔岩心样品,实现了中国大洋人海底深孔钻探的梦想,并创下了15．7m的深孔记录。据悉,本次深钻试验在国内是首次,填补了我国深钻领域的空白。     

海洋深处的极限生存

有些生物能够适应极限温度,能够在其他生物难以生存的极低或极高的温度下生活。现将一些纪录列举如下: 350摄氏度:这是一种名为pyrolobus fumarii的海底微生物所能存活的最高温度,这种微生物生活在因火山活动而沸腾的海底区域。113摄氏度,这是pyrolobus fumarii     

甲烷通量对自生碳酸盐岩和水合物饱和度的影响

为了探讨甲烷通量或SMT对自生碳酸盐岩埋深和水合物饱和度的影响,综述了第六届国际水合物论文集中的相关论文得出如下结论：海底发生富含甲烷的孔隙水渗漏和甲烷气的排出,有利于海底自生碳酸盐岩的沉积;甲烷通量和海底侵蚀可能控制了自生碳酸盐岩和SMT的埋深,然而,甲烷通量或SMT埋深是否控制沉积物中水合物的饱和度目前尚无定论。     

深海采矿对环境的影响

开采深海底矿产对环境产生影响不容置疑。尤其直接影响海底环境,包括海底地貌改变、生物群及其栖息地的破坏而导致生态系统的受损。深海采矿的潜在环境影响强度和广度取决于多种因素,如被开采矿床种类、矿体形状与空间分布、开采技术和方法、处理方法及     

新生代深海底栖有孔虫：海洋生物产率的示踪剂？

新生代深海底栖有孔虫：海洋生物产率的示踪剂？ＥｌｌｅｎＴｈｏｍａｓ等人们已经认识了现代海洋中底栖有孔虫组合与具有独特生物化学特征的底水水体之间的相互关系、另外，关于更新世冰期—间冰期交替的稳定同位素和痕量元素资料显示：北大西洋深水生物群落在冰期鼎盛期...     

深海底矿区登记制度与我国的申请（Ⅰ）

1991年3月在联合国海底管理局和国际海洋法法庭筹备委员会(以下简称海底筹委会)第九届春季会议期间,海底筹委会的总务委员会通过决议,审查批准了我国作为先驱投资者登记国际海底矿区的申请。在此之前,海底筹委会于1987年在纽约先后审查批准了印度、法国、日本、前苏联(下同)等四国勘探国际海底多金属结核资源矿区的申请。国际海底多金属结核资源矿区的开发登记制度的建立标志着大洋法律制度、特别是深海底勘探、开发法律     

上覆硬质保护层海底管道检测技术探讨

海底管道在油气工业中发挥着重要作用,为保障其安全运营必须定期进行检测掌握其在海底的状态。有的海底管道在铺设时为其安全考虑,在海底管道上方覆盖了抛石等硬质保护层,这样就导致在海底管道定期检测时一些检测仪器难以探测到硬质保护层下海底管道的位置和埋深,而浅地层剖面仪和磁力仪仍然可以不同程度地实现这种情况下的海底管道检测。文中对浅地层剖面仪和磁力仪的原理进行了介绍并对其在上覆抛石等硬质保护层海底管道检测中的应用进行了分析探讨。分析结果表明浅地层剖面仪和磁力仪组成的综合检测系统对上覆硬质保护层的海底管道探测有一定效果,可查明海硬质保护层下海底管道的位置和埋深,为海底管道的安全管理和维护提供数据支持,也可为其他类似海底管道检测提供参考。     

没有阳光照样活！

人们常说万物生长靠太阳。但是,美国深潜器“阿尔文”号所作的深海考察结果,却对这条千古不变的定论提出了挑战。 1977年2月,“阿尔文”号上的科学家们在东太平洋加拉帕戈斯群岛附近几千米深的海底热