基于康达效应的海底集矿装置流场与集矿特性试验研究

海底集矿作为深海矿产资源开发的核心技术之一,直接影响到矿石采集效率和海底沉积物受扰动程度。基于康达效应的水力集矿装置因具有结构简单、可靠性高及对海床扰动小等优点,受到广泛关注。针对基于康达效应的水力集矿头模型进行3种类型的试验研究：1)利用粒子图像测速(PIV)技术测得集矿流场速度分布,试验发现流体质点在靠近凸曲面壁处流速和沿法线速度梯度较大,而远离凸曲面壁处则相反;2)通过高速摄像和图像处理获得球形矿粒运动轨迹和速度,试验发现了不同射流流速下5种典型矿粒运动形态;3)分析了射流流量对矿粒采集率的影响,试验得到了颗粒采集率关于射流流量的变化曲线,并根据变化特征划分为增长区、缓变区和跃升区。研究可为新式集矿装置的优化设计与性能分析提供参考。     

极地海洋石油烃污染物的生物降解研究进展

随着南极考察活动的发展和北极地区的开发利用,极地海洋中的石油烃污染逐渐增多。由于这些地区常年处于低温状态,石油烃的自然降解非常缓慢。生物降解是修复污染的一个主要机制,具有经济、高效的特点。极地海洋环境中存在着大量烃降解菌,它们在清除当地石油烃污染中发挥了很大作用,并显现出了低温修复的潜力。本文从极地海洋环境中的石油烃降解菌、影响低温降解的因素、降解基因和低温生物修复四个方面介绍了国外对该领域的研究成果。     

世界深海技术的发展

从20世纪60年代至今,发达国家率先向深海大洋进军。深海探测技术发展迅速。调查船、钻探船(平台)、各类探测仪器、装备,无人/载人/遥控深潜器、水下机器人、取样设备、海底监测网等相继问世,探测广度和深度不断刷新。在深海极端环境、地震机理、深海生物和矿产资源,以及海底深部物质与结构等领域取得一系列重大进展和新发现。综述了美国、日本、巴西、俄罗斯、欧洲各国、韩国和中国在深海技术领域研发的主要成果。     

深海碳酸盐岩ESR测年信号的热力学特征

ESR测年方法的年代范围可以从数百年到几百万年,但在较老的深海碳酸盐岩测年研究中,ESR测年信号的平均寿命较短,其年龄极限受到质疑。利用较老的深海碳酸盐岩进行了ESR测年信号的热力学特征研究,同时估算了深海碳酸盐岩的平均寿命。研究结果表明：单一级热动力学模式不适于深海碳酸盐岩样品的平均寿命估算,而双一级动力学模式是一种较好的估算方法。经估算,深海碳酸盐岩试样的平均寿命为5.14 Ma,年龄为320±50 ka,与铀系不平衡法测得的365±49 ka具有较好的一致性。     

Fluid-driven Hydrovolcanic Activity along Fracture Zones and near Seamounts: Evidence from Deep-sea Fe-rich Spherules,Central Indian Ocean Basin

An insight on occurrence of Fe-rich spherules from the Central Indian Ocean Basin (CIOB) provides an understanding of their distribution at a water depth of >5,000 m. In the present study, Fe-rich spherules are identified to occur in two different sediment types (i.e., siliceous and pelagic) and tectonic settings (i.e. near seamounts and fracture zones). These are single spheres or aggregates, of different sizes (63 to 390 μm) and show textural variability (smooth/quenched, brickwork, corkscrew, interlocking and dendritic). A comparative study based on physical morphology and chemical composition suggests a common mechanism of formation. The association of spherules with fracture zones (FZ) and seamounts signifies that morpho-tectonic features play an important role in fluid-driven hydrovolcanism. Based on the evidence and geologic conditions existing in the basin, we conclude that molten fuel-coolant interaction (MFCI) coupled with submarine hydrothermal exhalations could be an ideal mechanism for the formation of spherules and Fe-particles. The accretion of the spherules on the surface sediments could be a result of recent volcanic phenomena, while those occurring at different depths (280–355, and 460–475 cm-bsf) within the sediment core indicate two different episodes. The study provides a global implication in understanding fluid-driven magmatism in a deep-sea intraplate environment.     

云南景洪上泥盆统南光组沉积环境新议

云南景洪东南地区出露一套泥盆系,前人将其以粗粒碎屑岩为特征的部分命名为怕当组,根据腕足类化石鉴定其地质时代为中泥盆世;以碎屑岩、凝灰岩为特征的部分被命名为南光组,根据植物化石斜方薄皮木（Lepotophloeum rhombicum）划归晚泥盆世。对其沉积环境尚存在陆相和海陆交互相、浅海陆架相、半深海-深海相沉积环境的不同认识。本研究发现,粗粒碎屑岩层序中也发现有晚泥盆世标准植物化石斜方薄皮木（Lepotophloeum rhombicum）,并且粗粒碎屑岩层序位于剖面上部,南光组位于剖面下部,说明两者的地质时代均为晚泥盆世。故建议废除怕当组,将两者合并为上泥盆统南光组。南光组具有典型的鲍马序列特征,含有放射虫等海洋环境生物化石,属于深海浊流沉积层序。     

Variations of Microbial Communities and the Contents and Isotopic Compositions of Total Organic Carbon and Total Nitrogen in Soil Samples during Their Preservation

Semi-sealed preservation of soil samples at different moisture of 4% and 23%, respectively, was simulated to observe the variations of soil microbial communities and determine the contents and isotopic compositions of the total organic carbon and total nitrogen on the 7th and 30th day, respectively. The results show that during preservation, the quantity of microbial communities tended to increase first and then decrease, with a wider variation range at higher moisture (23%). At the moisture content of 23%, the microbial communities became more active on the 7th day, but less after 30 days, and their activity was stable with little fluctuation at the moisture content of 4%. However, there were no significant changes in the contents and isotopic compositions of the total organic carbon and total nitrogen. During preservation, the responses of soil microbes to the environment are more sensitive to changes in the total nitrogen and organic carbon contents. It is thus suggested that the variations of microbial communities have not exerted remarkable impacts on the isotope compositions of the total nitrogen and total organic carbon.     

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。