到2100年海平面上升可能危及4.1億人，NASA支持海洋碳循環(huán)研究
美國高校自主研發(fā)納米衛(wèi)星，開始傳回海洋水色遙感影像 海洋水色遙感是利用地球軌道衛(wèi)星上搭載的遙感儀器獲取海洋表層反射信號，來反演水體中引起海洋水色變化的各種成分含量，如葉綠素濃度、懸浮泥沙含量、溶解有機物含量等。2018年，美國北卡羅來納大學自主研發(fā)了一枚載有海洋水色傳感器的納米衛(wèi)星（重量小于10公斤的人造衛(wèi)星），名為SeaHawk-1 Cubesat。該衛(wèi)星重量不到5公斤，體積僅有一條面包的大?。?0cm×10cm×30cm），搭載SpaceX火箭進入地球軌道，日前已通過調(diào)試，從6月21日起每周生成約100張高分辨率遙感影像，這些影像數(shù)據(jù)在國際海洋水色協(xié)調(diào)組織（IOCCG）和美國宇航局（NASA）網(wǎng)站免費提供。
由SeaHawk-1 Cubesat納米衛(wèi)星獲取的遙感影像
NASA支持海洋碳循環(huán)研究
美國佛羅里達大西洋大學和佐治亞理工學院將聯(lián)合開展一項研究，通過衛(wèi)星遙感解譯來量化和表征海洋表層的各種“碳源”，通過其合作開發(fā)的海底著陸器量化海底沉積物的儲碳和放碳能力，結合水動力模型模擬碳在海洋中的傳輸鏈。近日，NASA撥款73.6萬美元資助這項研究，以更好地了解海洋在地球系統(tǒng)中的作用。
佛羅里達大西洋大學和佐治亞理工學院合作開發(fā)的海底著陸器（圖源：NOAA）
丹麥批準波羅的海近海調(diào)查，計劃建造海上風電站和開發(fā)能源島 去年6月，丹麥批準了兩個能源島的開發(fā)計劃，一個在北海，另一個為波羅的海博恩霍爾姆島，并由丹麥國家電力和天然氣輸電運營商Energinet對這兩個能源島進行可行性研究。近日，丹麥能源署（DEA）批準Energinet在波羅的海近海開展海床調(diào)查并研究海上風電場建設的可行性。據(jù)悉，丹麥計劃在此建造兩個海上風電場，并接入博恩霍爾姆能源島。今年晚些時候，DEA將啟動博恩霍爾姆能源島海上風電場的戰(zhàn)略性環(huán)境評估，預計將于年底或明年初啟動磋商進程。北海和博恩霍爾姆島這兩個能源島都必須與其他國家的電網(wǎng)相連，計劃于2030年之前完工。今年年初，德國輸電系統(tǒng)運營商50Hertz與Energinet就已簽署了意向書，合作進行博恩霍爾姆能源島項目，將德國和丹麥的電網(wǎng)通過互聯(lián)器連接起來。
能源島假想圖（圖源：丹麥能源署）
歐盟全力支持比利時建設能源島 近日，歐盟委員會通過一項提案，為比利時提供4.5億歐元（約5.3億美元）經(jīng)費建設能源島。該能源島位于比利時離岸40公里處，占地5公頃，未來將有三個主要目標：1. 將其海域內(nèi)2.1吉瓦的海上風能接入陸上電網(wǎng)；2. 與其他國家或地區(qū)合作，整合并進口北海及其周邊地區(qū)的可再生能源，促進綠色能源（如氫能）生產(chǎn)；3. 為海上作業(yè)及其他公共設施的運營維護提供場地。此前，歐盟已為比利時創(chuàng)新氫項目和多功能能源平臺建設撥款了5.4億歐元（約6.4億美元）。
比利時海洋開發(fā)計劃2020-2026
澳大利亞啟航調(diào)查其印度洋領海范圍內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)，以建立新的海洋保護區(qū) 近日，澳大利亞聯(lián)邦科學與工業(yè)研究組織（CSIRO）的“調(diào)查者”號科考船啟航印度洋，進行為期45天的海洋生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)調(diào)查。本次科考團隊由澳大利亞的九家機構組成，將測量澳大利亞印度洋領海范圍內(nèi)的海底地形數(shù)據(jù)，調(diào)查海洋生物及其棲息環(huán)境，發(fā)現(xiàn)新物種，建立生物基線，支撐規(guī)劃一個74萬平方公里的海洋保護區(qū)。此外，該航次還將對澳大利亞現(xiàn)有的三個海洋公園進行調(diào)查。
科學家將搭載“調(diào)查者”號進行調(diào)查（圖源：CSIRO）
美國初創(chuàng)公司開發(fā)水樣采集無人飛行器系統(tǒng) 近日，美國無人機和數(shù)據(jù)服務初創(chuàng)公司Reign Maker宣布推出一款基于無人飛行器的水樣采集和數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)，可取淺海樣本，將大幅提高采樣效率和準確性，減少出海取樣的人員需求，降低海上調(diào)查船定位的要求。該系統(tǒng)的實體由水樣采集器和一個可固定樣品瓶的支架組成，安裝到無人機上，在高達5節(jié)的流速下獲取表層5cm左右的水樣，并獲取衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)。兩名操作人員輪班7小時可收集高達120個樣本，每次取樣時間不到三分鐘，方便快速監(jiān)測水質(zhì)。
新型水樣采集無人飛行器系統(tǒng)（圖源：Nixiedip）
科學家利用IODP鉆孔數(shù)據(jù)解釋慢地震 慢地震通常發(fā)生在俯沖帶板塊邊界，是一種相對安靜的地震。不同于一般地震的瞬間發(fā)生，慢地震通過較長的時間來釋放能量，通常為數(shù)小時至數(shù)月。雖然慢地震本身無害，但也可能誘發(fā)破壞性地震。慢地震的發(fā)生和俯沖帶滲水區(qū)孔隙壓力變化有關。近期發(fā)表在《地球物理研究雜志：固體地球》的一項研究中，科學家利用IODP370航次在日本西南海域慢地震發(fā)生區(qū)獲得的鉆孔數(shù)據(jù)，分析了不同深度的孔隙壓力，估算鉆探過程中發(fā)現(xiàn)的含水層孔隙壓力升高值，證實了橫向延伸數(shù)百米的超壓含水層的存在?？茖W家進一步將數(shù)據(jù)同鄰近鉆孔數(shù)據(jù)進行綜合對比分析，認為該俯沖帶中存在著零散分布的、亞公里尺度的超壓含水層，這些超壓含水層的存在可能導致了該地區(qū)慢地震的發(fā)生。
日本南海海槽俯沖帶的各類慢地震非均質(zhì)分布示意圖（圖源：Obara, 2016）
美國科學家在卡斯卡迪亞俯沖帶尋找巨大逆沖斷層 卡斯卡迪亞俯沖帶位于北美大陸西岸，曾是巨大逆沖斷層型地震的發(fā)生地，據(jù)統(tǒng)計，該俯沖帶每隔200~530年便會誘發(fā)一場特大地震，但現(xiàn)今卻異常平靜，這種巨大逆沖斷層“鎖定”狀態(tài)所積累的應變力可能會在下一次巨大地震中被釋放。為了探究產(chǎn)生巨大地震的斷層性質(zhì)及位置，近日，一支科研團隊正搭載Marcus G. Langseth科考船沿北美西海岸對卡斯卡迪亞俯沖帶進行為期六周的調(diào)查。該團隊由哥倫比亞大學、德克薩斯大學地球物理研究所、伍茲霍爾海洋研究所、華盛頓大學、俄勒岡州立大學和美國國家海洋和大氣管理局組成，使用高精度地震成像設備，獲取完整的卡斯卡迪亞俯沖帶的地震影像，并探測和表征俯沖帶的精細結構，以幫助解決與太平洋西北地區(qū)地震和海嘯災害有關的一系列科學問題。
卡斯卡迪亞俯沖帶位置示意圖
海底地震儀（OBS）或可監(jiān)聽冰川滑移速度 冰震是指冰川運動和破裂過程中產(chǎn)生的震動，其幅度范圍包括從輕微震顫到相當于7級地震的突發(fā)性破裂或滑動，頻率范圍較寬。而冰川運動通常伴隨著危險而惡劣的氣候環(huán)境，因此很難直接觀測到。近日，發(fā)表于《自然·通訊》上的一項研究中，日本北海道大學的科學家團隊將OBS放置在冰川前緣的海底，在排除淺層地震和部署在附近其他傳感器干擾后，檢測到了由冰川基底滑動（由冰床基巖表面融水導致的滑動）引起的冰震信號，發(fā)現(xiàn)這種信號強度與冰川運動具有良好的相關性?？茖W家提出，冰川滑移產(chǎn)生的震動信號與在俯沖帶慢地震事件中觀察到的構造震顫類似，通過信號強度可推斷冰川滑移速度，如部署多個OBS站將有助于定位震顫。
科學家在組裝用于監(jiān)聽的海底地震儀（圖源：I. Asaji）
科學家利用NASA衛(wèi)星數(shù)據(jù)從太空追蹤海洋微塑料 海洋中的塑料垃圾因太陽照射和海浪運動而分解時，就會形成微塑料，這些塑料微粒會對海洋生物和生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生危害。微塑料可以被洋流帶到數(shù)百或者數(shù)千英里之外，因此很難追蹤和清除它們。以往海洋微塑料運動軌跡的測量通常使用浮游生物拖網(wǎng)手段或海洋環(huán)流模型估算。近日，美國密歇根大學的科學家提出了一種追蹤海洋微塑料的創(chuàng)新方法，他們通過NASA旋風全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（CYGNSS）獲取海面粗糙度（遙感技術中表示海洋動力特征的參數(shù)，受風浪影響），在去除海表風速影響后，發(fā)現(xiàn)海洋微塑料分布與海表粗糙度有關，微塑料往往聚集于較平靜的水域中，科學家認為GYGNSS可用作從太空追蹤海洋微塑料的工具。這項研究近期發(fā)表于《IEEE·地球科學與遙感學報》。
利用CYGNSS監(jiān)測全球微塑料濃度變化。紅色表示微塑料濃度高，藍色表示微塑料濃度低（圖源：NASA）
到2100年海平面上升可能危及4.1億人 海岸洪水是海洋潮位、洪峰等因素引起的自然災害，受海平面上升影響，極端海岸洪水事件的影響范圍越來越大，受威脅的區(qū)域越來越多。進行海岸洪水風險評估時往往需要高精度陸地高程數(shù)據(jù)。近日，發(fā)表在《自然·通訊》上的一項研究中，科學家利用NASA的太空激光雷達（LiDAR）獲得精確的全球高程模型。該模型顯示，海平面以上兩米內(nèi)的易受威脅地區(qū)中62%位于熱帶。目前，全球易受威脅地區(qū)人口約為2.67億，而這一數(shù)字到2100年預計將增加到4.1億，其中熱帶地區(qū)占72%，尤其是亞洲的熱帶地區(qū)就占到59%。該研究認為未來熱帶地區(qū)、特別是亞洲的熱帶地區(qū)，將更多地承受海平面上升帶來的威脅。
2020年全球四個大型熱帶三角洲低于海平面以上5m區(qū)域內(nèi)的2020年人口密度分布（上）、2020年地表高程（中）和相對海平面上升1m后的地表高程（下），從左至右分別為印度孟加拉國、越南湄公河、中國珠江口和巴西亞馬遜；高程圖中紅色色斑代表地表高程小于0m，深藍色為0~2m，淺藍色為2~5m（圖源：Hooijer, 2021）
信息來源：廣州海洋局海洋戰(zhàn)略研究所匯編
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