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    近日,广东省广州市南沙区珠江口,一艘巨轮静靠在码头边,上半白色、下半橙红色,船上的钻井架高高耸立,在晴空下分外耀眼。这是我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号。该船去年底试航成功,现已进入调试和内装阶段,预计今年内全面建成。

    登上“梦想”号,走进实验室内装现场,一块块泛着银光的坡莫合金正铺设到墙上。“梦想”号监造组业务分组实验室工程技术主管何清音,忙着用磁强计对屏蔽层仔细检查。3000多块共1200平方米的坡莫合金,相当于3个篮球场大小,何清音要确保坡莫合金板之间的空隙不超过1毫米,且每一片坡莫合金板要完全贴合墙面,以免影响磁屏蔽效果。

    “安装好磁屏蔽室很关键。大洋钻探取得样品后,要在屏蔽磁场干扰的实验室环境中进行磁学实验,从而确定地质矿产储层的年代、探究地球动力学及地质演化过程等。”何清音介绍,“实验室创新使用了全国产、达到国际领先水平的坡莫合金屏蔽层,对外部磁信号的屏蔽率达到99.8%,能够保证科研实验环境。”

    作为全球面积最大的海上移动实验室,“梦想”号的船载实验室装配各种精密实验仪器超过150台(套),目前已完成水、电、气、风等12个系统的安装工作,即将进行实验仪器的安装。

    “钻探,是‘梦想’号最重要的能力。”中国地质调查局“梦想”号指挥部主要负责人周昶介绍,“钻探的目的是钻获地球内部的岩心,并获取其中蕴含的地质信息,进而解开地球深部的奥秘。”

    钻探科学领域有这样一句话:“一万米钻深的难度堪比登月。”在技术创新和设备集成的支撑下,“梦想”号具备海域1.1万米的钻探能力。“这艘船致力于实现钻透地壳、进入地幔层的目标,这也是命名为‘梦想’号的原因。”周昶说。

    “1.1万米的压力,对设备、水、电、液、材料都是一个挑战。”“梦想”号监造组组长殷宪峰介绍,全船涉及生产图纸8300份、建造工序上万道,共集结了150多家科研单位参与建设,突破10余项关键技术。

    行走船上,创新之处让人应接不暇。依托自主研发的船载岩心智能储运系统,岩心在船上就能实现自动转运和存储,如同“虾从海里捞起后马上放到冰柜里”,保证了样品的“新鲜”程度;应用蓄能技术和闭环电网,满载180名船员的情况下,可连续在海上工作120天,续航里程达1.5万海里;120万米的电缆铺设,全面覆盖信息化技术,实现了船岸智能协同。

    距离船只建造现场不远处,与“梦想”号配套的钻探保障船、全球最大的海洋地质岩心库、我国首座深水科考码头等均已建成,将为“梦想”号运营提供强大岸基支持。

    向海图强,需要科考利器。我国深海探测将以“梦想”号为重要平台,构建深海地质地球物理探测和钻探技术装备体系,为人类认识、保护、开发海洋作出新的更大贡献。

    来源机构: 中国海洋信息网 | 点击量:4
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    近日,自然资源部第三海洋研究所邵宗泽研究员团队建立了一种海洋微生物活性物质高效挖掘的“代谢组学-分子网络”综合策略,实现了活性物质寻找过程从“大海捞针”向“顺藤摸瓜”的转变。相关研究成果在美国化学会旗下权威学术期刊《分析化学》上发表。

    海洋微生物是活性物质的重要来源,但微生物代谢物组成复杂,活性化合物往往丰度很低,无目标的分离纯化过程繁琐、低效。邵宗泽研究员团队揭示了海洋芽孢杆菌来源代谢物对抗新型病原菌的潜力,并且提出了一种综合策略,可高效预测活性化合物类型,从而揭示粗提物中的“暗物质”。这一策略通过精准定位分离过程中的目标,克服了分离过程的随机性,提高了天然产物的发现效率,将在海洋微生物资源应用潜力的高效挖掘与评价中获得重要应用。

    来源机构: 中国海洋发展研究中心 | 点击量:2
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    4月20日,由海南省人民政府、三亚崖州湾科技城开发建设有限公司、中国科学院深海科学与工程研究所共同出资建造的深远海多功能科学考察及文物考古船,在中国船舶集团旗下广船国际有限公司出坞。当天还组织了该船设计与建造研讨及阶段成果报告会。海南省、三亚市人民政府、中国科学院机关相关领导及各参研参建单位参加了本次活动及研讨。

    深远海多功能科学考察及文物考古船于2023年6月25日开工建造,是第一艘由中国工程师独立设计的具备冰区载人深潜支持能力的综合科考船,具备完全自主知识产权,重点突破了冰区船舶总体设计技术、智能控制技术、低温精确补偿技术、冰区载荷与重载荷结构集成设计等多项关键技术的垄断瓶颈。在该船研制中,通过积极探索关键核心科考装备国产自主可控,完成了全系列冰区甲板深海科考及国内最大水密科考月池系统装备、冰区深海声学探测、通信及定位装备、船舶动力定位系统等国产化技术攻关和搭载。在船舶建造方面,攻克了低温钢高效焊接技术,完成了船体制作和搭载成型、动力机电设备搭载,以及科考装备的优化布局和高精度安装工作。下一步将开展出坞后的设备调试和系统联调、居住区域安装和装饰、船舶海试和科考设备海试等节点任务,计划于2025年初交船。

    深远海多功能科学考察及文物考古船建设总投资约8亿元,建设内容包括船舶系统、载人深潜水面支持系统和综合科考作业系统。船长约104米、排水量约10000吨,最大航速16节、艏艉双向破冰、冰区加强达到PC4级、续航力15000海里、载员80人。

    深远海多功能科学考察及文物考古船未来将成为我国多体系融合、多学科交叉、协同行动创新的开放共享型海上平台。它的建造出坞,标志着我国在冰区深海科考装备和船舶设计的自主可控方面取得重要进展,并将使我国载人深潜能力从全海深拓展到全海域,也将提升我国深海考古作业能力。

    来源机构: 中科院深海科学与工程研究所 | 点击量:2
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    近日,国际综合性期刊《全球和行星变化》(Global and Planetary Change)在线发表了中国科学院海洋研究所万世明课题组、法国巴黎萨克雷大学等单位合作的最新研究成果 “Orbital hydroclimate variability revealed by grain-size evidence in the tropical Pacific islands since 140 ka”。研究团队基于新几内亚鸟头半岛北部MD01-2385钻孔的连续沉积记录,提供了目前热带西太平洋岛屿的最高时间分辨率粒度记录。结合模拟结果,本研究揭示了类ENSO系统对西太平洋暖池深对流-降水演化的影响。

    热带西太平洋暖池因其巨大的热含量和强烈的深对流,在全球气候变化中起着关键的作用。然而,目前对该区域轨道(万年)时间尺度上的暖池深对流-降水机制及特征的认识仍然有限。一方面原因在于,热带辐合带(ITCZ)和类ENSO系统的复杂影响;另一方面,研究区已有降水重建记录多基于氢氧同位素或X射线荧光扫描的元素比值,而两者一定程度都受到海洋过程的影响(如生产力、洋流混合等)。因此,寻求新的代用指标、重建独立的降水演化历史,以与已有进行指标交叉验证,可更好地揭示暖池深对流对区域海洋-大气过程的响应。

    基于这一思路,研究人员利用暖池核心区的MD01-2385深海沉积岩芯,提取了跨越过去14万年的连续粒度记录,时间分辨率首次达到156年每样。通过对粒度记录进行定量端元分解,重建了暖池深对流-降水演化历史。结果显示,暖池深对流-降水受到岁差周期控制,并与赤道秋季太阳辐射同相位变化,该结果得到模式模拟结果的支持。与邻近记录对比发现,研究站位的深对流-降水历史响应的岁差相位与赤道其他记录以及类ENSO系统变化一致,并与其北部岛屿(菲律宾南部)和南部岛屿(新几内亚主岛北岸)变化不同。可见本文记录(红色三角)及其他赤道记录所响应的太阳辐射的相位与其南、北的记录均不同,而与Niño 3海温异常模拟结果所响应的相位变化一致。这种“三明治”模式的变化及其对赤道9月太阳辐射的响应排除了ITCZ迁移对研究区深对流-降水变化的重要影响。进一步与其他指标重建记录及模拟结果的对比表明,研究区降水变化可能主要受到类ENSO系统的控制。如图3所示,赤道9月太阳辐射达到最大值时,纬向风异常可能会促进赤道东太平洋上升流加强,以及太平洋温跃层梯度增大,并促进类ENSO系统的发展,导致暖池深对流-降水的增强。这种变化在模式模拟的海表温度结果中亦有体现。

    论文第一作者为法国巴黎萨克雷大学一年级博士生唐小洁(2023年硕士毕业于中国科学院海洋研究所),通讯作者为海洋研究所于兆杰副研究员。本研究得到了中国科学院战略先导专项、国家自然科学基金、山东省自然科学优秀青年基金等项目的支持。

    论文连接: https://authors.elsevier.com/sd/article/S0921-8181(24)00076-6

    论文信息:

    Tang Xiaojie,Yu Zhaojie*,Zhengyao Lu,Lina Song,Zehua Song,Christophe Colin,Giuseppe Siani,Xiaoying Kang,Fengming Chang,Franck Bassinot,Shiming Wan (2024). Orbital hydroclimate variability revealed by grain-size evidence in the tropical Pacific Islands since 140 ka. Global and Planetary Change. https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2024.104429

    来源机构: 中科院海洋研究所 | 点击量:34
  • 摘要:

    海洋盐度变化通常与全球水循环联系在一起,是当下气候研究的热点问题之一。以往研究显示在全球尺度上,盐度“咸者愈咸,淡者愈淡”对应着淡水通量“干更干,湿更湿”。但在区域尺度上盐度对淡水通量的响应情况及影响机制目前仍属未知。为探究这一问题,中国科学院海洋研究所王凡研究团队借助混合坐标海洋数值模式(HYCOM)模拟了1970年以来热带表层盐度下降、副热带表层盐度上升的现象,设计多个敏感性数值实验,定量分析蒸发、降水和海洋动力过程对盐度的影响,进而揭示热带副热带表层盐度对淡水通量的响应机制。相关研究成果发表在国际学术期刊Journal of Geophysical Research: Oceans上。

    研究结果显示,尽管存在较大的区域差异,降水是表层盐度变化的主要驱动因子(>60%),风驱动的海洋动力过程(<20%)和蒸发(<30%)的作用是次要的。盐度对淡水通量的响应存在很大的地区差异,在南北半球10-20纬度带,比值<0,盐度和淡水通量表现出相反的变化(图 2)。对表层经向流的分析显示,信风引起的向极Ekman输送导致热带盐度下降区域向两极拓宽,进而在南北半球产生了盐度与淡水通量变化相反的条带状区域。此外,风驱动的环流变异能产生跨梯度的盐度输运,这些过程也会影响局地表层盐度的变化,使盐度——淡水通量(SSS-FWF)的关系变得更加复杂。

    区域盐度变化会影响浮游植物群落和生态系统,还可能改变层结,削弱通风过程,氧气输入,导致海洋酸化加剧。因此,更加准确地理解区域海洋动力过程,预测盐度变化以及其气候生态效应是非常必要的。对区域SSS-FWF关系的分析显示,在一些区域盐度变化与淡水通量变化比值很小,影响这些区域盐度变化的机制还有待进一步探讨。

    该论文第一作者是中国科学院海洋研究所博士研究生戈凯,通讯作者是中国科学院海洋研究所吕宜龙博士和李元龙研究员共同担任,合作作者包括中国科学院大气物理研究所林鹏飞研究员、成里京研究员和海洋研究所王凡研究员。该研究得到了中国科学院战略先导科技专项、山东省自然科学基金和崂山实验室项目的资助。

    文章信息:

    Ge, K., Li, Y., Lyu, Y., Lin, P., Cheng, L., & Wang, F. (2023). Surface Salinity Changes of the Tropical and Subtropical Oceans Since 1970 and Their Relationship With Surface Freshwater Fluxes. Journal of Geophysical Research: Oceans, 128(12), e2023JC020207. https://doi.org/10.1029/2023JC020207

    来源机构: 中科院海洋研究所 | 点击量:18
  • 摘要:

    近日,由自然资源部第一海洋研究所编制的《海上船只目标卫星遥感监测技术规范》(CH/T 7004-2024)行业标准通过全国地理信息标准化技术委员会审查,于2024年3月20日由自然资源部正式发布。该规范将于2024年6月1日起正式实施。

    该规范由我所遥感室牵头起草,联合多家单位共同编制。本规范是起草单位在总结多年船只目标遥感监测实践经验的基础上,借鉴遥感卫星产品生产技术规范制定形成的。

    该规范确立了海上船只目标卫星遥感监测的基本要求和监测流程,规定了卫星遥感图像获取、数据预处理、船只目标检测、评价方法、专题图制作、质量控制、数据整理与资料归档等内容。可供海事管理部门、渔业管理部门、海洋监测机构、相关企业和科研院校等使用。

    该规范的制定有助于规范不同行业和部门在海上船只目标卫星遥感监测中的操作流程和技术要求,促进卫星遥感技术的应用推广,为提高海上船只目标的监控能力和管理水平提供了标准支撑。

    来源机构: 国家海洋局第一海洋所 | 点击量:45
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    3月28日,“探索一号”科考船搭载着“奋斗者”号全海深载人潜水器返回三亚,圆满完成首次中国-印度尼西亚爪哇海沟联合深潜科考航次任务。深渊科考队于2月8日从三亚起航,历时50天。本航次由中国科学院深海科学与工程研究所牵头组织实施,来自印尼国家研究创新署应用微生物研究中心和渔业研究中心、印尼哈鲁奥莱奥大学、印尼恒都大学,以及上海交通大学、海南热带海洋学院、青岛华大基因研究院、海南狮子鱼深海技术有限公司、海南深科海洋技术服务有限公司等11家中外单位60名科考队员参与。

    本航次由“十四五”国家重点研发计划“深海和极地关键技术与装备”重点专项、中国科学院国际伙伴计划“全球深渊深潜探索计划”项目、海南省深海技术创新中心“深海深渊科考与装备海试共享航次”项目共同支持,中国科学院深海科学与工程研究所牵头组织实施,是国际上首次在爪哇海沟开展大范围、系统性的载人深潜科考。“奋斗者”号全海深载人潜水器完成了在爪哇海沟的22个潜次任务,其中14次下潜超过6000米水深,6个潜次任务由来自中国与印尼双方的科考队员共同完成,创造了印尼深海下潜新记录。

    航次获得了爪哇海沟一批宝贵的大型底栖生物、岩石和沉积物等样品,以及高清视频和照片,共采集大型底栖生物200余个,包含了多个深渊新物种。发现了由原生动物门类占优势的全新岩栖动物区系,丰富的深渊木落生态系统,以及海沟底部的富铁沉积。此外,还在弧前盆地区域发现了2处活跃的低温热液区,为深入理解爪哇海沟特殊地质构造活动、生物多样性、地质生命协同演化等提供了重要支撑。

    3月22日,“探索一号”在印尼首都雅加达丹戎不碌港靠港期间,印尼海洋与投资统筹部组织联合深潜科考庆祝仪式。印尼海洋与投资统筹部长卢胡特、国家研究创新署署长汉多科、海军司令阿里上将、中国驻印尼大使陆慷等出席。卢胡特在致辞时说,本次联合科考为两国加强海洋合作开启了新篇章,希望两国以此为契机,进一步深化拓展科技合作,为印尼培养更多优秀的科学家和工程师。陆慷表示,近年来中印尼海洋科技合作不断深化,期待未来两国科学家能取得更多高质量的科研成果,为打造蓝色海洋经济、促进可持续发展贡献力量。

    此次爪哇海沟联合深潜科考,是由深海所发起的“全球深渊深潜探索计划(Global TREnD)”的重要组成部分,将进一步加深对全球深渊地质生命过程与地球系统演化的认识,对推动我国共建“一带一路”高质量发展、构建人类命运共同体具有重要意义。

    来源机构: 中科院深海科学与工程研究所 | 点击量:77
  • 8   2024-03-25 水下遥控航行器探海7000米     
    摘要:

    近日,我国首套7000米级ROV(水下遥控航行器)系统在南海中北部海域完成海试。该系统由南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)自主研制。此次海试全面测试了7000米级ROV系统的各项功能,验证了多项关键技术,以及自主研制的深海高清摄像机、直流液压动力源、大功率推进器等一批国产ROV核心部件性能,并通过ROV作业首次近海底动态重力测量获得了一批深海水样、沉积物、生物等样品,探索出一种基于母船长跨距脐带缆条件下的深海ROV吊放回收作业模式。本次试验的成功将为我国海底构造环境研究、冷泉开发、海底硫化物等矿产资源勘查提供高分辨率数据支持,为我国岛礁、海洋资源调查开发研究提供了重要的装备保障支撑。

    来源机构: 中国海洋发展研究中心 | 点击量:109
  • 摘要:

    近日,微生物学领域经典期刊Applied and Environmental Microbiology及Journal of Agricultural and Food Chemistry分别刊发了中国科学院海洋研究所孙超岷课题组与青岛大学吴仕梅团队合作开展的关于海洋微生物源抗生素抑制多重耐药菌分子机制的研究成果,为研发新型抗多重耐药菌抗生素提供了先导化合物,也为深入挖掘海洋微生物在生物医药领域的应用潜力奠定了理论基础。

    多重耐药菌(MDROS)又称耐多药微生物,其出现是细菌变异及过度使用抗菌药物的结果。MDROS感染患者往往病情复杂,治愈困难,需要用较高级抗菌药物进行治疗,且易形成定植菌,给患者造成沉重的经济负担。而MDROS可通过污染的手、物品等方式进行接触传播,易造成医院感染,增加患者的痛苦,延长患者住院日,增加医疗成本等,甚至导致死亡。细菌的多重耐药( multi-drug resistance,MDR)不是天然固有耐药,而是获得性耐药,与抗菌药物使用强度有关。在国际上,细菌多重耐药一般指细菌对一类或更多类抗菌药物耐药,且通常对除了一类或两类市场上可购买到的抗菌药物之外的所有抗菌药物都耐药,如耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌、万古霉素耐药肠球菌等。因此,筛选新型抑制多重耐药性细菌的抗生素一直是药物学研究领域的重要关注点。海洋尤其是深海生境的低温、缺氧、高压等极端条件孕育了大量具有特殊生命过程的微生物,它们往往会产生结构新颖、功能独特的代谢产物,是发现新型抗多重耐药菌抗生素的天然宝库。

    孙超岷和吴仕梅团队近年来一直致力于从海洋生境发掘新型抗生素的工作,尤其是针对临床日益泛滥的耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌(MRSA)。他们发现一株海洋真菌Alternaria alternata FB1产生的代谢产物交链孢酚(AOH)及其衍生物交链孢酚单甲醚(AME)能通过紊乱MRSA的细胞分裂过程而抑制病菌的生长,进一步研究发现AOH是通过作用于MRSA的DNA拓扑异构酶进而阻碍了其发挥解旋酶活性。AOH和AME在以往的报道中虽然将其归类于毒素,但两者在有效抑菌浓度下对人源正常细胞没有明显毒性,而且能有效保护斑马鱼免受MRSA、鳗弧菌等病原微生物的侵染,显示了良好的成药活性(Applied and Environmental Microbiology,2024)。这也是首次报道AOH和AME的体内抗菌活性,也提示我们毒素在有些情况下也可以发展成为抗生素。该研究还通过基因敲除和回补的方式定位了AOH和AME的合成基因簇,为下一步开展上述抗生素的生物合成和改造工作奠定了基础。值得一提的是,Alternaria alternata FB1菌株还具有优良的降解各种塑料的活性(Journal of Hazardous Materials,2022),再加上其可以高产AOH和AME(产量高于目前报道的真菌);因此,待Alternaria alternata FB1菌株实现塑料降解的工业级应用后,可以回收处理塑料废弃物后的真菌培养物,进而纯化AOH和AME用于下游抗菌素的研发,真正建立塑料降解的循环经济模式。此外,孙超岷和吴仕梅团队还从一株深海冷泉芽孢杆菌Bacillus licheniformis M1中获得了一种新型抗菌肽bacipeptin。该抗菌肽可以有效降低MRSA的毒力,并通过干扰病菌的组氨酸代谢、诱导活性氧(ROS)的积累、下调Na+/H+反转运蛋白和细胞壁相关基因,从而对细胞壁和细胞膜造成损伤,发挥抗菌作用。抗菌肽bacipeptin没有溶血活性,能有效阻止MRSA对斑马鱼的侵染。值得一提的是,抗菌肽bacipeptin的抗菌活性及稳定性强于目前市面上出售的Nisin(已经商品化的食品级抗生素),也说明抗菌肽bacipeptin有潜力发展成为生物医药及食品级抗生素(Journal of Agricultural and Food Chemistry,2024)。

    中国科学院海洋研究所及青岛大学联合培养的硕士研究生李荣梅及魏晓彤分别为文章的第一作者,孙超岷和吴仕梅两位老师为通讯作者。研究得到了崂山实验室科技创新计划、国家基金委重大研究计划及创新群体项目、山东省自然科学基金重大基础研究项目等联合资助。

    相关论文:

    Rongmei Li,Zhenjie Su,Chaomin Sun*,Shimei Wu*. Antibacterial insights into alternariol and its derivative alternariol monomethyl ether produced by a marine fungus. Applied and Environmental Microbiology,2024.Doi: 10.1128/aem.00058-24.

    https://journals.asm.org/doi/10.1128/aem.00058-24

    Xiaotong Wei,Yuanyuan Hu,Chaomin Sun,Shimei Wu*. Characterization of a novel antimicrobial peptide bacipeptin against foodborne pathogens. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2024. Doi: 10.1021/acs.jafc.4c00573.

    https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jafc.4c00573

    来源机构: 中科院海洋研究所 | 点击量:50
  • 10   2024-03-25 南海北部发现海底活动断裂     
    摘要:

    中国科学院深海科学与工程研究所深海地球物理与资源研究团队联合中山大学、中国石油大学(华东)、西班牙巴塞罗那大学等单位,研究揭示了南海北部一条正在活动的海底断裂带——陆坡断裂带。近日,相关成果在线发表于Marine and Petroleum Geology。

    论文的第一作者曾凡长博士生指出,海底断裂活动不仅会触发地震,而且通常会触发海底滑坡-海啸灾害链,往往比陆上地震具有更大的破坏性。海底活动断层的空间分布、结构特征和最新活动性是海洋地质灾害评估的关键参数。

    该研究利用高精度多道地震、重磁和海底地形数据,系统研究了南海北部深水区的活动构造,揭示了陆坡断裂带的空间分布、结构特征和最新活动性。研究结果表明,陆坡断裂带是发育在陆架坡折带附近的一条长约1100 km,北东东走向的活动断裂带。陆坡断裂带的平/剖面呈现出正断兼走滑的结构特征。断距分析和生长指数表明,陆坡断裂带在晚第四纪以来发生过多次活动。结合现今海底地貌特征,认为陆坡断裂带未来可能会进一步活动,并可能触发海底滑坡、引起海啸,具有巨大的地质灾害危险性。

    论文共同通讯作者王大伟研究员指出,该研究揭示了我国南海北部陆坡断裂带的具体分布、几何结构和最新活动性。为我国海域地质灾害评估工作提供了基础数据。

    该论文受到国家重点研发计划、国家自然科学基金、广东省引进人才创新创业团队项目共同资助。

    相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2024.106777

    来源机构: 中科院深海科学与工程研究所 | 点击量:54