到2100年海平面上升可能危及4.1亿人，NASA支持海洋碳循环研究

2024-08-01 09:37:18

美国高校自主研发纳米卫星，开始传回海洋水色遥感影像

海洋水色遥感是利用地球轨道卫星上搭载的遥感仪器获取海洋表层反射信号，来反演水体中引起海洋水色变化的各种成分含量，如叶绿素浓度、悬浮泥沙含量、溶解有机物含量等。2018年，美国北卡罗来纳大学自主研发了一枚载有海洋水色传感器的纳米卫星（重量小于10公斤的人造卫星），名为SeaHawk-1 Cubesat。该卫星重量不到5公斤，体积仅有一条面包的大小（10cm×10cm×30cm），搭载SpaceX火箭进入地球轨道，日前已通过调试，从6月21日起每周生成约100张高分辨率遥感影像，这些影像数据在国际海洋水色协调组织（IOCCG）和美国宇航局（NASA）网站免费提供。

由SeaHawk-1 Cubesat纳米卫星获取的遥感影像

NASA支持海洋碳循环研究

美国佛罗里达大西洋大学和佐治亚理工学院将联合开展一项研究，通过卫星遥感解译来量化和表征海洋表层的各种“碳源”，通过其合作开发的海底着陆器量化海底沉积物的储碳和放碳能力，结合水动力模型模拟碳在海洋中的传输链。近日，NASA拨款73.6万美元资助这项研究，以更好地了解海洋在地球系统中的作用。

佛罗里达大西洋大学和佐治亚理工学院合作开发的海底着陆器（图源：NOAA）

丹麦批准波罗的海近海调查，计划建造海上风电站和开发能源岛

去年6月，丹麦批准了两个能源岛的开发计划，一个在北海，另一个为波罗的海博恩霍尔姆岛，并由丹麦国家电力和天然气输电运营商Energinet对这两个能源岛进行可行性研究。近日，丹麦能源署（DEA）批准Energinet在波罗的海近海开展海床调查并研究海上风电场建设的可行性。据悉，丹麦计划在此建造两个海上风电场，并接入博恩霍尔姆能源岛。今年晚些时候，DEA将启动博恩霍尔姆能源岛海上风电场的战略性环境评估，预计将于年底或明年初启动磋商进程。北海和博恩霍尔姆岛这两个能源岛都必须与其他国家的电网相连，计划于2030年之前完工。今年年初，德国输电系统运营商50Hertz与Energinet就已签署了意向书，合作进行博恩霍尔姆能源岛项目，将德国和丹麦的电网通过互联器连接起来。

能源岛假想图（图源：丹麦能源署）

欧盟全力支持比利时建设能源岛

近日，欧盟委员会通过一项提案，为比利时提供4.5亿欧元（约5.3亿美元）经费建设能源岛。该能源岛位于比利时离岸40公里处，占地5公顷，未来将有三个主要目标：1. 将其海域内2.1吉瓦的海上风能接入陆上电网；2. 与其他国家或地区合作，整合并进口北海及其周边地区的可再生能源，促进绿色能源（如氢能）生产；3. 为海上作业及其他公共设施的运营维护提供场地。此前，欧盟已为比利时创新氢项目和多功能能源平台建设拨款了5.4亿欧元（约6.4亿美元）。

比利时海洋开发计划2020-2026

澳大利亚启航调查其印度洋领海范围内生态系统，以建立新的海洋保护区

近日，澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）的“调查者”号科考船启航印度洋，进行为期45天的海洋生物多样性和生态系统调查。本次科考团队由澳大利亚的九家机构组成，将测量澳大利亚印度洋领海范围内的海底地形数据，调查海洋生物及其栖息环境，发现新物种，建立生物基线，支撑规划一个74万平方公里的海洋保护区。此外，该航次还将对澳大利亚现有的三个海洋公园进行调查。

科学家将搭载“调查者”号进行调查（图源：CSIRO）

美国初创公司开发水样采集无人飞行器系统

近日，美国无人机和数据服务初创公司Reign Maker宣布推出一款基于无人飞行器的水样采集和数据收集系统，可取浅海样本，将大幅提高采样效率和准确性，减少出海取样的人员需求，降低海上调查船定位的要求。该系统的实体由水样采集器和一个可固定样品瓶的支架组成，安装到无人机上，在高达5节的流速下获取表层5cm左右的水样，并获取卫星定位数据。两名操作人员轮班7小时可收集高达120个样本，每次取样时间不到三分钟，方便快速监测水质。

新型水样采集无人飞行器系统（图源：Nixiedip）

科学家利用IODP钻孔数据解释慢地震

慢地震通常发生在俯冲带板块边界，是一种相对安静的地震。不同于一般地震的瞬间发生，慢地震通过较长的时间来释放能量，通常为数小时至数月。虽然慢地震本身无害，但也可能诱发破坏性地震。慢地震的发生和俯冲带渗水区孔隙压力变化有关。近期发表在《地球物理研究杂志：固体地球》的一项研究中，科学家利用IODP370航次在日本西南海域慢地震发生区获得的钻孔数据，分析了不同深度的孔隙压力，估算钻探过程中发现的含水层孔隙压力升高值，证实了横向延伸数百米的超压含水层的存在。科学家进一步将数据同邻近钻孔数据进行综合对比分析，认为该俯冲带中存在着零散分布的、亚公里尺度的超压含水层，这些超压含水层的存在可能导致了该地区慢地震的发生。

日本南海海槽俯冲带的各类慢地震非均质分布示意图（图源：Obara, 2016）

美国科学家在卡斯卡迪亚俯冲带寻找巨大逆冲断层

卡斯卡迪亚俯冲带位于北美大陆西岸，曾是巨大逆冲断层型地震的发生地，据统计，该俯冲带每隔200~530年便会诱发一场特大地震，但现今却异常平静，这种巨大逆冲断层“锁定”状态所积累的应变力可能会在下一次巨大地震中被释放。为了探究产生巨大地震的断层性质及位置，近日，一支科研团队正搭载Marcus G. Langseth科考船沿北美西海岸对卡斯卡迪亚俯冲带进行为期六周的调查。该团队由哥伦比亚大学、德克萨斯大学地球物理研究所、伍兹霍尔海洋研究所、华盛顿大学、俄勒冈州立大学和美国国家海洋和大气管理局组成，使用高精度地震成像设备，获取完整的卡斯卡迪亚俯冲带的地震影像，并探测和表征俯冲带的精细结构，以帮助解决与太平洋西北地区地震和海啸灾害有关的一系列科学问题。

卡斯卡迪亚俯冲带位置示意图

海底地震仪（OBS）或可监听冰川滑移速度

冰震是指冰川运动和破裂过程中产生的震动，其幅度范围包括从轻微震颤到相当于7级地震的突发性破裂或滑动，频率范围较宽。而冰川运动通常伴随着危险而恶劣的气候环境，因此很难直接观测到。近日，发表于《自然·通讯》上的一项研究中，日本北海道大学的科学家团队将OBS放置在冰川前缘的海底，在排除浅层地震和部署在附近其他传感器干扰后，检测到了由冰川基底滑动（由冰床基岩表面融水导致的滑动）引起的冰震信号，发现这种信号强度与冰川运动具有良好的相关性。科学家提出，冰川滑移产生的震动信号与在俯冲带慢地震事件中观察到的构造震颤类似，通过信号强度可推断冰川滑移速度，如部署多个OBS站将有助于定位震颤。

科学家在组装用于监听的海底地震仪（图源：I. Asaji）

科学家利用NASA卫星数据从太空追踪海洋微塑料

海洋中的塑料垃圾因太阳照射和海浪运动而分解时，就会形成微塑料，这些塑料微粒会对海洋生物和生态系统产生危害。微塑料可以被洋流带到数百或者数千英里之外，因此很难追踪和清除它们。以往海洋微塑料运动轨迹的测量通常使用浮游生物拖网手段或海洋环流模型估算。近日，美国密歇根大学的科学家提出了一种追踪海洋微塑料的创新方法，他们通过NASA旋风全球导航卫星系统（CYGNSS）获取海面粗糙度（遥感技术中表示海洋动力特征的参数，受风浪影响），在去除海表风速影响后，发现海洋微塑料分布与海表粗糙度有关，微塑料往往聚集于较平静的水域中，科学家认为GYGNSS可用作从太空追踪海洋微塑料的工具。这项研究近期发表于《IEEE·地球科学与遥感学报》。

利用CYGNSS监测全球微塑料浓度变化。红色表示微塑料浓度高，蓝色表示微塑料浓度低（图源：NASA）