北冰洋发现奇异的生命形式

一组欧洲的研究人员在分析海水样品中的DNA序列时发现了新的生物体。遗传学证据表明这是一种未知的微藻类。研究者将其取名为Picobiliphytes（“pico”的含义为“百万兆份之一”），因为它们实在是太小了。[第一段]     

西北冰洋表层沉积物中重金属的赋存形态研究

用连续提取法对选自西北冰洋的32个表层沉积物进行分析,测定了Cr、Cu、Pb在全样中及其在P1-2、P3、P4、P5中的含量.结果表明随着离岸距离增加,水深加深,Cr、Cu、Pb含量呈增高的趋势.研究区陆架沉积物中Cr、Cu、Pb含量分别为60.66、14.77、16.65μg/g;深海沉积物中Cr、Cu、Pb的含量分别为80.40、41.70、25.62μg/g.元素赋存形态分析表明,Cr、Cu、Pb主要赋存在残渣态,残渣态中三元素的含量平均值分别为64.97、19.67、17.56μg/g,占元素总量的比例分别为93.58%、75.02%和83.76%.三元素在各赋存形态中的含量分布是:Cu为残渣态>有机质和硫化物态>铁锰氧化态>可交换及碳酸盐态;Pb和Cr则为残渣态>铁锰氧化物态>有机质硫化物态>可交换态及碳酸盐态.研究区重金属元素在不同赋存形态中的含量分布与北太平洋深海沉积物中类似.     

北冰洋中心区海冰漂流与大气过程

利用北冰洋中心区漂流自动气象站(DAWS)2012年9月—2013年2月的观测数据,分析了北极点周围海冰漂流轨迹和速度及相关大气过程。结果显示,北冰洋中心区海冰具有不稳定漂流过程。2012年9月1日—2013年1月6日,DAWS所在海冰从西向西北方向漂流,2013年1月6日以后稳定地向东南方向漂流,平均移速为0.06m/s,最大达到0.4m/s。海冰漂流方向的突变和加速与穿极气旋和急流的影响有关。净辐射常出现短期突变过程,导致海冰从大气吸收能量,减缓了海冰的辐射冷却。爆发性增温过程的最大幅度达到30℃,是由强穿极气旋和伴随的暖湿气流向北极中心区输送引起,这种现象在中低纬度十分罕见。增温过程的作用是高空大气向冰面输送热量,导致海冰破裂,海冰硬度的脆变,减缓海冰厚度的增长,这种过程可能是北极海冰面积和厚度减少重要过程。     

北冰洋与邻近海区海洋-海冰模式的试算与校验

本文将目前先进的大尺度海洋、海冰模式(NEMO3.6和LIM3)应用于北大西洋–北冰洋–北太平洋(简称NAPA),并进行了试验后报模拟。所建立的模式NAPA1/4和NAPA1/12的水平分辨率分别为(1/4)°和(1/12)°经、纬度,计算范围覆盖太平洋45°N以北海区、整个北冰洋及北大西洋;其中,NAPA1/4和NAPA1/12在北大西洋的边界分别为26°N和7°N。目前,已利用NAPA1/4完成了1993–2015年的后报模拟。本文基于观测数据和已发表文献对模拟结果中的北冰洋海冰变化、环流结构以及水文特征进行了校验。结果表明,NAPA1/4能够再现北冰洋的主要热力与动力过程,可以用来分析海冰、水团、大西洋/太平洋入/出流等的季节与年际变化规律。利用NAPA1/12进行了1993–1996年的模拟计算。初步结果分析表明,提高分辨率可更为精细地刻画北冰洋的海冰、水团和环流的结构。     

北冰洋卫星水色遥感观测能力评价与展望

卫星水色遥感是研究北冰洋海洋生态系统及其气候变化响应的重要技术手段.本文从北冰洋卫星水色遥感产品的时空覆盖及其制约因素分析入手,通过剖析北冰洋遥感反射率、叶绿素a浓度、初级生产力等卫星关键水色产品的定量化水平及不确定性来源,凝练了未来需突破的若干关键技术.(1)7～8月是一年之中北冰洋卫星水色遥感产品空间覆盖率最高的时...     

北冰洋沉积物中四醚脂类来源与TEX_(86)指数初步研究

对北冰洋海域11个站位的沉积物进行了四醚脂类(GDGTs)生物标志化合物的浓度及分布特征分析,结合沉积物的TOC及TN含量及同位素组成对GDGTs的来源进行了探讨。对比TEX86-SST与WOA数据库资料,研究区内美亚海盆73°N以南站位以及欧亚海盆ARC5-BB06站的TEX86-SST与SST具有很好的符合性。楚科奇海域68~73°N站位样品和全球海洋TEX86-SST模式一致,与年平均SST具有较好的符合性。白令海区及ARC5-BB06站TEX86-SST与夏季平均SST符合性更好,可能与提供GDGT的古菌夏季的生产力更高,在全年生产力中所占比例大有关。     

西北冰洋营养盐示踪参数的垂直分布及其与水团和生地化过程的关系

During the 3rd Chinese National Arctic Research Expedition cruise in the summer of 2008, nutrients(NO_3~-, NO_2~-,SiO_3~(2-), and PO_4~(3-)) and dissolved oxygen were measured in the western Arctic Ocean, to derive the vertical distribution of nutrient tracers and its relationship to water structure and biogeochemical processes. The nutrient data show that surface waters had the lowest NO_3~-/PO_4~(3-)water column, suggesting an excess of phosphate. Winter Bering Shelf water(wBSW) had high Si*(16.7 μmol/L;Si*=[Si(OH)_4]–[NO_3~-]) with negative N*(-11.7 μmol/L; N*=[PO_4~(3-)]-16[PO_4~(3-)]+3.5 μmol/L) in the water column,indicating nitrate deficiency. The warm Atlantic layer had positive N*(0.8 μmol/L) and negative Si*(-5.4 μmol/L)compared with Pacific source water. The vertical distribution of nutrients indicates that wBSW can be characterized by N* minimum and Si* maximum. In contrast, minima of Si* and SiO_3~(2-)/PO_4~(3-)below 200 m indicate the distribution of Atlantic warm water.     

2008年夏季白令海和北冰洋异养浮游细菌丰度与分布特征

利用2008年夏季我国第3次北极科学考察资料,基于流式细胞技术,对白令海北部陆架区的微微型浮游植物丰度、细胞大小(碳含量)、色素浓度的分布特征进行了分析,并对该类群的环境适应性进行了研究。结果表明,微微型浮游植物中仅含聚球藻和真核藻,其丰度范围分别为0.14×106 2.69×106和0.23×106-12.49×106个/dm3。聚球藻的叶绿素a和藻红蛋白含量、微微型真核藻的叶绿素a含量与类群丰度以及微微型真核藻的类胡萝卜素含量与细胞大小间均存在同向变化趋势。两类藻偏向于喜温嗜淡型,更适合在寡营养环境中保持较高的丰度,但能在高营养盐浓度下形成相对较高的碳含量。越接近陆地,细胞越小,丰度越大,碳含量及FL2/FL3越低;所处层位越深、纬度越高,则细胞越大,碳含量及FL2/FL3越高。北极气温升高和径流量的增加有利于陆架区微微型浮游植物类群丰度的增加。     

北冰洋太平洋扇区碳循环过程对环境变化响应的研究进展与展望

全球碳增汇需求高涨,海冰消退后的北冰洋被期待是一个主要的潜在碳增汇区。北冰洋太平洋扇区因受控于楚科奇海及其邻近海域较高的海洋固碳效率和碳深海封存量,在整个北冰洋碳循环中起着举足轻重的作用。开展该海域碳循环过程对环境快速变化的响应机制研究是实现北冰洋碳汇精准预测的基础。本文重点阐述了楚科奇海及其邻近海域碳循环过程（即海洋对大气二氧化碳的吸收、生物固碳、太平洋入流携带碳经陆架生物地化过程后向深海输出封存的陆架泵）对北冰洋环境快速变化的响应,并提出未来研究需要聚焦的关键科学问题。     

北冰洋门捷列夫海岭富锰棕色层稀土元素组成特征与来源初步分析

北冰洋深海广泛分布的富锰棕色沉积层(棕色层)是海冰、洋流、物源供给等多种因素共同作用的结果,本文基于西北冰洋门捷列夫海岭ARC07-E25岩芯沉积物稀土元素与微量元素含量、颜色反射率参数、粗颗粒组分和无机碳含量的变化特征,对该类沉积层中稀土元素的组成特征、形成机制和物质来源进行了综合分析。结果显示,沉积物稀土元素总含量(∑REE)在122.37×10⁻⁶～231.94×10⁻⁶之间变化,北美页岩标准化配分模式显示出轻微的中稀土(MREE)富集以及由La、Ce、Nd主导的较强的轻稀土(LREE)优势。沉积物中∑REE随着粗组分颗粒(如冰筏碎屑)的增多而呈现降低趋势,表明门捷列夫海脊沉积物中的稀土元素主要富集在细粒沉积物中。根据∑REE在沉积物中的变化特征将E25岩芯沉积物划分为4种地层,反映出了冰期/间冰期的气候转变过程中温暖条件下形成的棕色层与寒冷条件下形成的浅灰绿色沉积层(灰色层)的岩性旋回中稀土元素组成的差异,由于两种沉积层在形成时受到不同的底层水氧化还原环境的控制,导致了铈(Ce)元素在氧化水体中会由Ce³⁺氧化为Ce⁴⁺并发生沉降,而在还原水体中则由Ce⁴⁺还原为Ce³⁺发生溶解,这一特性使LREE含量产生较大波动,进而影响到∑REE,使之趋于在代表氧化条件的棕色层中升高而在代表还原条件的灰色层中降低。R型因子分析和物质来源判别结果显示,E25岩芯沉积物中稀土元素与亲碎屑元素(Nb、U、Th)有较好的相关性,主要来源于东西伯利亚海和新西伯利亚群岛的近岸侵蚀物质以及勒拿河物质的输入。     

白令海及西北冰洋有机质来源与新鲜程度的脂肪酸指示

白令海、西北冰洋等高生产力海域在北冰洋"生物泵"中起到重要作用;海水升温、海冰消退等北极快速变化,将强烈影响该海域"生物泵"的结构与规模,并在沉积物中有机质的来源与新鲜程度上有所体现,可用脂肪酸加以指征。对第五次、第六次中国北极科学考察在以上海域采集的表层沉积物进行脂肪酸含量(以沉积物干重计)及组成分析,结果显示楚科奇海陆架总脂肪酸含量非常高((97.15±55.31)μg/g),白令海盆最低((15.00±1.30)μg/g),加拿大海盆、楚科奇海陆坡、白令海陆架居中(分别为(88.65±3.52)μg/g,(70.35±11.32)μg/g与(38.28±14.89)μg/g)。海源脂肪酸占总脂肪酸比例最高(86.82%±7.08%),陆源次之(8.45%±6.62%),细菌最低(4.63%±2.24%);硅藻指数(16:1ω9/16:0)在楚科奇海陆架(> 0.82)、白令海陆架边缘(> 0.65)较高,其他区域均较低。脂肪酸结果表明:(1)该海域沉积有机质主要来自海源,陆源贡献小;在北部、南部楚科奇海陆架、白令海陆架边缘,硅藻生物量占主要优势;细菌脂肪酸比例显著低于...     

海水物质平衡浮标对北冰洋中心区海冰温度与物质平衡的观测

利用中国第3次北极科学考察所布放海冰物质平衡浮标(Ice Mass-Balance buoy,IMB)的观测数据,分析了北冰洋中心区多年冰2008年8月-2009年7月温度与物质平衡的变化特征.结果表明,冰温廓线呈现明显的季节变化,秋季降温过程从海冰表面开始向冰体内部传播.海冰底部的生长/消融率受海水温度控制,随水温的...     

北冰洋中部阿尔法脊晚第四纪介形虫化石群与古海洋环境变迁

基于北冰洋中部阿尔法脊ARC3-B84A岩芯（水深2280 m）中的介形虫化石群记录,重建了MIS 13期以来该海域的古海洋环境变迁。从该岩芯获取的介形虫壳瓣逾7000枚,包含8属11种。由介形虫丰度所代表的底栖生物古生产力在MIS 13–10期很低,进入MIS 9期之后显著升高。海冰指示种Acetabulastoma arcticum显示常年海冰很可能是在MIS 9期之后出现的。在所有属种中,北冰洋中层水（AIW）指示种Polycope spp.和北冰洋深层水（AODW）指示种Cytheropteron sedovi的个体数量最多,二者在岩芯中的百分含量呈负相关,它们与其他属种(Microcythere medistriatum, Pseudocythere caudata, Pedicythere spp., Cytheropteron scoresbyi, Cytheropteron higashikawai, Henryhowella asperrima)一起,揭示该岩芯站位经历了如下的水团变迁历史：最初处于AODW上部（MIS 13–12）,之后被上涌的AODW下部所取代（MIS 11–10）;尔后,上方的AIW大幅下潜,取代了AODW（MIS 9期–MIS 5早期）;在MIS 5中–晚期,AODW下部快速上涌,取代了AIW;最终在MIS 4之后,水团定格在AODW上部。     

一种移动式海水痕量元素洁净采集实验室的设计

痕量元素及其同位素采集、预处理和分析在海洋研究中具有重要的作用，由于含量极低，在采样、样品预处理及分析过程中容易受到外界污染源沾污。通过在一个20尺标准超高集装箱内制作一套移动式海水痕量元素洁净采集实验室，完成对实验室空间设计、空气质量控制，样品快速转移，实现水样上船后快速进入到洁净环境中，减少样品暴露在大气中时间，在洁净环境中高效完成样品取样、过滤和预处理等操作。所有操作满足GEOTRACES组织有关痕量元素采集的规范要求，从源头上保证分析测试结果的可靠性。     

北太平洋和北冰洋大气中多氯联苯的浓度与气固分配行为

Polychlorinated biphenyls(PCBs) were measured in atmospheric samples collected from the North Pacific to the Arctic Ocean between July and September 2012 to study the atmospheric concentration characteristics of PCBs and their gas/particle partitioning. The mean concentration of 26 ∑PCBs(vapor plus particulate phase)(∑PCBs) was 19.116 pg/m3 with a standard deviation of 13.833 pg/m3. Three most abundant congeners were CB-28,-52 and-77, accounting for 43.0% to ∑PCBs. The predominance of vapor PCBs(79.0% to ∑PCBs) in the atmosphere was observed. PCBs were negative correlated with the latitudes and inverse of the absolute temperature(1/T). The significant correlation for most congeners was also observed between the logarithm of gas/particle partition coefficient(log KP) and 1/T. Shallower slopes(from-0.15 to-0.46, average-0.27) were measured from the regression of the logarithm of sub-cooled liquid vapor pressures(logpo L) and log KP for all samples. The difference of the slopes and intercepts among samples was insignificant(p0.1), implying adsorption and/or absorption processes and the aerosol composition did not differ significantly among different samples. By comparing three models, the J-P adsorption model, the octanol/air partition coefficient(KOA) based model and the soot-air model, the gas/particle partitioning of PCBs in the Arctic atmosphere was simulated more precisely by the soot-air model, and the adsorption onto elemental carbon is more sensitive than the absorption into organic matters of aerosols, especially for lowchlorinated PCB congeners.     

西北冰洋楚科奇海台P31孔晚第四纪的陆源沉积物记录及其古海洋与古气候意义

通过对北冰洋西部楚科奇海台P31孔沉积物进行岩性特征和颜色旋回分析、XRF元素扫描、AMS14 C测年、有孔虫丰度统计、筏冰碎屑(IRD)(250和154μm)含量分析以及粒度组成的综合研究,建立了该孔的地层年代框架,其沉积物被划分为MIS 3-MIS 1的沉积序列。自MIS 3以来,楚科奇海台P31孔可以识别出5个IRD事件,它们分别出现在晚MIS 1、MIS 2和早中MIS 3期。这些IRD主要被来自加拿大北极群岛的冰山或者大块冰所携带,随波弗特环流搬运至楚科奇海台并卸载到海底,这不仅反映了晚第四纪冰期-间冰期旋回中北美冰盖的崩塌事件,还反映了波弗特环流的变化历史。粒度组分变化表明,细砂级组分主要来自于冰山或大冰块的搬运,因为其高值对应于IRD的高值,粉砂级组分可能主要来自于海冰的搬运,而黏土级组分主要由波弗特环流和雾状层所搬运。两个敏感组分(5～13和110～176μm)含量的变化呈现明显对称性分布,后者的变化对应于IRD的变化,前者可能指示了物源和沉积作用后期的影响。该孔MIS3-MIS1的沉积速率分别为2.2、0.16和1.6cm/ka,平均沉积速率约为1.2cm/ka。与北冰洋其他海区沉积速率资料对比显示,海冰边缘地区沉积速率较高,而永久性海冰覆盖区沉积速率低较。水深越浅,越靠近陆架物源区,沉积速率越高,纬度越高的门捷列夫-阿尔法脊和加拿大海盆区,沉积速率越低。     

北冰洋地球动力演化过程中泛大陆裂解的阶段性与扩张盆地的形成

在重建泛大陆裂解和北极地球动力系统演化框架中研究扩张盆地形成的时间序列。通过本研究可识别出扩张盆地形成的3个时空独立的阶段：晚侏罗世-早白垩世、晚白垩世一新生代早期、新生代。第一阶段,作为美亚海盆构造组分的加拿大海盆地的扩张中心形成、演化与消亡。第二阶段是拉布拉多-巴芬-马卡罗夫扩张中心的演化,它在始新世停止活动。第三阶段,极慢速的Mohna、Knipovich和Gakkel洋中脊的形成,至今在格陵兰海及欧亚海盆仍在活动。已有的地质地球物理资料解释表明,在加拿大海盆形成之后,北极地区脱离了古太平洋地球动力的影响,以扩张、俯冲、弧后盆地形成以及碰撞相关的过程等为特征。伴随着太平洋和大西洋的扩张系统向北延伸,马卡罗夫海盆形成,标志着北大西洋的大洋机制的开始（包括典型的陆间裂谷、慢速与超慢速的扩张、陆块的分离、原始盆地扩张中心的消亡、扩张轴的漂移、新的扩张脊和扩张中心的形成等）。上述表明,从。大地构造角度来看,北冰洋事实上是混合的大洋,也就是复合的异源大洋。北冰洋的形成是两个不同时代、不同类型空间并列的地球动力系统作用的结果。加拿大海盆的古太平洋系统,在晚白垩世完成其演化,马卡罗夫和欧亚海盆的北大西洋系统取代了古太平洋系统。与传统观点不同,认为挪威-格陵兰盆地北部的不对称形态是北大西洋两次扩张的结果。第二次扩张中心Knipovich脊始于渐新世一中新世之交,该过程导致Hovgard陆块裂离巴伦支海。泛大陆及其劳亚大陆部分的裂解,伴随着在两侧形成新的扩张盆地,是阶段性的过程。在晚白垩世之前（第一阶段）,泛大陆在古太平洋-侧裂解形成加拿大海盆-美亚海盆的一部分（北冰洋形成的第一阶段）。从晚白垩世开始,裂解活动来自北大西洋一侧,导致格陵兰从北美分离,形成拉布拉多-巴芬-马卡罗夫扩张系统（北冰洋形成的第二阶段）。新生代以第二扩张轴的发展为标志,形成挪威-格陵兰海和欧亚海盆（北冰洋形成的第三阶段）。本段扩张中心至今还在活动,但速率极低。     

海图的质量元素与质量评价

对海图质量的内涵、海图质量的形成过程和构成海图质量的基本元素进行了系统分析,在此基础上提出了一些提高海图质量的意见和建议。     

对叶百部根的无机元素与氨基酸成分分析

研究无机元素及氨基酸对对叶百部根生物活性的影响,采用电感耦合等离子质谱和氨基酸自动分析仪对其进行检测,共检测27种无机元素和16种氨基酸。结果表明对叶百部中含有Fe,Zn,Mn,Se等多种对人体有益的无机元素和7种人体必需氨基酸,并对无机元素与氨基酸与百部药效的相关性进行探讨。     

珠江三角洲海侵过程与土壤氟元素的富集效应

珠江三角洲代表性土壤浅层和深层样品测试数据表明,珠江三角洲土壤中存在较严重且分布广泛的氟元素污染,土壤氟的高含量区分布于冲积平原,显著地受海相沉积背景控制,与海相沉积密切相关,氟含量从地表到地下1.5~2.5m均较高,但含量变化较小。高氟含量区分布与全新世海侵范围基本一致,两者具有较好的耦合关系,表明该区氟元素污染属于自然作用引起的土壤污染,与人类经济活动关系不大,推测这是由于海水中氟元素在土壤富集的结果,需要采取相应措施进行土壤中氟元素污染的回避、防治和修复。