西太平洋深海科学观测网的建设和运行

西太平洋科学观测网是由中国科学院海洋研究所自主建成的大洋观测网络。深海数据的连续获取和实时传输对海洋与气候预报和海洋环境安全保障意义重大,世界海洋大国纷纷致力于其关键技术和系统集成的攻关。在中科院战略性先导科技专项的资助下,中科院海洋所经过统筹安排和周密部署,3年多来先后组织西太平洋综合考察航次3次,成功布放和回收深海潜标73套次,建成了由16套深海潜标组成的我国西太平洋科学观测网并实现稳定运行,获取西太平洋代表性海域连续3年的温度、盐度和洋流等数据。在2016年航次中,中国科学院又攻克了潜标数据长周期稳定实时传输的海洋观测难题,实现了深海数据的"现场直播",截至2017年9月,深海数据已成功连续实时回传260余天。以此为标志,我国的大洋科学观测网建设实现了批量化、标准化和常态化。深海观测数据的长时间连续积累和实时化传输,将提升我国深海科学研究能力,加速我国海洋与气候预报业务系统建设步伐,满足海洋强国建设、"一带一路"倡议对海洋环境安全保障的重大需求。"十三五"时期,我国正全面推进深海进入、深海探测和深海开发的深海战略,深海科学观测网建设技术和潜标数据实时传输技术对我国深海探测能力的提升意义重大。     

一株海洋细菌YCSC6的鉴定及其体外杀盾纤毛虫的能力

为开发安全、高效的防治大菱鲆(Scophthalmus maximus)盾纤毛虫(scuticociliate)病新型药物,本研究从近海微生物菌种资源库中筛选获得了一株有杀盾纤毛虫效果的细菌,利用形态学和分子生物学方法鉴定该菌为肋生盐弧菌(Salinivibrio costicola),通过共培养实验进行YCSC6杀灭大菱鲆病原性盾纤毛虫的药效活性实验,同时利用光学显微镜和扫描电镜观察记录YCSC6的杀虫特征。结果发现海洋细菌YCSC6发酵上清液可导致盾纤毛虫膜出现穿孔,膜完整性丧失从而裂解,在一定时间内,发酵液发酵时间越长,裂解能力越强。本研究从安全、高效的角度出发,筛得一株可裂解盾纤毛虫的海洋细菌YCSC6,并初步探究了其杀虫特征及能力,为养殖渔业微生物杀虫剂的开发提供了安全有效的来源。     

压力及温度对海洋动物生理影响的研究进展

随着海洋深度的增加,压力逐渐升高而温度逐渐降低。因此,应对压力和温度变化的能力直接影响着海洋动物的垂直分布模式。本文综述了近年来国际上关于压力及温度对海洋动物生理影响的研究进展,概述了3种常用的研究方法,包括直接比较不同深度近缘海洋动物的差异、使用加压装置培养海洋动物、在常压及原位温度下培养深海动物;然后归纳了压力及温度对海洋动物生理的影响,包括有机渗透调节物质浓度及蛋白质序列、胚胎及幼体发育速率和畸变率、行为模式及代谢速率、基因表达水平;最后讨论了海洋动物适应高压环境的生理机制,压力对海洋动物垂直分布的限制能力,以及浅海动物和深海动物的起源关系。     

Microbially induced formation of ooid-like coated grains in the Late Cretaceous methane-seep deposits of the Nakagawa area, Hokkaido, northern Japan

Abstract   Ooid-like coated grains are found in the Late Cretaceous methane-seep deposits in the Nakagawa area, Hokkaido, Japan. The coated grains were examined using macro- and microscopic observations, electron-probe microanalysis, and biomarker analysis. They are round- to oval-shaped, with nuclei consisting of fractured sediment and micritic envelopes. The fractures probably occurred as a result of increasing hydrostatic pressure when the sediment was still unconsolidated or weakly consolidated. Biomarker analysis revealed that two types of molecules, crocetane and PMI, are predominant in the hydrocarbon fraction with highly negative carbon isotopic composition as low as −122‰ ( vs Vienna Peedee Belemnite). These data suggest that the coated grains were formed under the influence of anaerobic oxidation of methane, near the sediment/seawater interface. The presence of such grains indicates that methane-containing pore water reached the sea floor at that time.     

基于长基线系统深海采矿ROV精确定位

对于深海采矿集矿机ROV的定位,采用传统的长基线水声定位系统通常存在较大误差。对此提出了一种新的算法模型,首先通过比较集矿机测量位置与前一次修正位置的几何关系,对当前集矿机的位置进行修正,然后利用新的集矿机位置修正声速的数值,并得出重新修正后的集矿机测量位置。这样反复的多重迭代使得在某一时刻集矿机ROV的测量位置逐步趋近其理想位置,实现长基线系统的水声精确的三维立体定位。通过数值仿真分析,结果显示与传统的长基线水声定位方法相比,通过该方法获得的集矿机行驶轨迹能更好地趋近其理想行驶曲线,表明该算法的有效性。     

济阳坳陷古近系湖相沉积的分子地层学

渐新世是济阳坳陷湖盆发育和烃源层形成的重要时期.运用分子地层学的理论和方法, 探讨了它在含油气盆地不同领域的应用.结果表明, 分子地层学研究有助于确定湖相烃源岩中大量分布的无定形有机质的来源, 揭示古沉积环境重建中微生物(包括细菌、古细菌和某些藻类) 的存在和类型, 进行沉积相的精细划分以及层序地层格架的建立和完善.分子地层学在石油地质研究中可以发挥独特的作用, 具有良好的应用前景.      

Turbidite Events Recorded in Deep-sea Core IR-GC1 off Western Sumatra: Evidence from Grain-size Distribution

Sediment core IR-GC1, from the abyssal basin of the Indian Ocean off Sumatra, may provide important information on depositional events related to earthquakes and tsunamis. In this study, based on a combination of grain-size analysis with lithological studies and oxygen isotope stratigraphy, seven deep-sea turbidite layers were identified, corresponding to seven turbidity events that occurred at 128–130, 105–107, 98–100, 86–87, 50–53, 37–41 and 20–29 ka. The sediments of the turbidite deposits are characterized by coarse grain sizes, poor sorting, wide kurtosis, bimodal frequency distributions and clear depositional variations. Particle size grading is also an important signature of deep-sea turbidite deposits and can be used as an indicator to identify turbidite layers. Possible triggering mechanisms for the turbidite events include tsunamis, earthquakes, volcanic eruptions and sea-level changes.     

南海北部油气微生物勘查研究

随着现代生物技术的发展,微生物勘探技术正走向成熟,成为一项经济有效的直接找油方法。探讨了油气微生物勘探指标的选择和甲烷氧化菌的研究方法,应用原位荧光杂交法分析了南海北部表层海水中甲烷氧化菌的丰度,结果发现每升海水中有3.59×104～7.45×106个甲烷氧化菌,并且海水中甲烷浓度与甲烷氧化菌丰度的相关性较高,相关系数达0.861,基于两个指标综合分析海洋油气藏的赋存可以提高指示精度。     

深海稀软底质土宏观性能与显微结构分析

针对取样于太平洋C-C矿区的深海稀软底质土,采用激光粒度分析、液塑限联合测定、氮吸附、固结和直剪等方法对其开展物理和力学性能研究,并通过X射线衍射法和电镜法分析其矿物组成成分和微观结构。研究结果表明：深海稀软底质土为以粉粒为主的黏质土,具有高液限、高塑性,高比表面积、高固结系数、低压缩模量、低抗剪强度等特性,极易造成集矿机的沉陷和打滑。该土样的矿物成分主要由蒙脱石、石英、长石、云母、绿泥石和蛇纹石组成,显微结构为以粉粒和微生物碎片为主的片状链接结构和以黏土矿物为主的蜂窝状絮凝结构相互填充而成。深海稀软底质模拟土的配置原则应以矿物成分、粒径、含水率、比表面积和剪切强度为主,且综合考虑液限、塑限和显微结构。研究结果将为深海集矿机行走特性研究及其优化设计提供重要依据。     

升降式深水网箱控制平台的尺寸设计

控制平台的宽度l与网箱主构架半径r正相关,设计时必须满足网箱框架外侧与平台的距离k大于零,其中:k=1-2+22r-h42+14l2+12r2-22rl,h4为控制平台高度,其受放置区水深h的制约,高度与水深的关系:h=h1+h2+h3+2h4+12H,h1为网衣缩结高度,h2为网衣底部重力装置高度,h3为重力装置到水底的距离,H为网箱放置区台风期预计最大波高。以“HDPE升降式圆形双浮管深水网箱”为应用实例,h=24 m,H=7 m,r=7.15 m,h1=7.0 m,h2=1.0 m,l=25 m,h4=5.0 m,在浪高5 m,风力10级的情况下,网箱系统工作正常。