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卡尔斯伯格脊天休洋脊段的深部岩浆过程:来自洋中脊玄武岩中单斜辉石结晶条件的约束

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岩石学报 2024年第7期40卷 2203-2214页

作者：颉炜谭文睿韩喜球余星李谋王志朗姜翰费小倩河海大学海洋学院自然资源部海洋灾害预报技术重点实验室南京210024 自然资源部第二海洋研究所自然资源部海底科学重点实验室杭州310012 浙江省海洋科学院杭州310000 自然资源部海洋空间资源管理技术重点实验室杭州310000

洋中脊玄武岩(MORB)是了解洋中脊的热状态、岩浆供给及演化过程的绝佳研究对象。本文对中国大洋49航次第五航段(DY49V)在西北印度洋卡尔斯伯格脊天休热液区周边获得的拖网(49V-DR02)玄武岩样品进行了详细的岩石学和矿物学研究,并利用单... 详细信息

洋中脊玄武岩(MORB)是了解洋中脊的热状态、岩浆供给及演化过程的绝佳研究对象。本文对中国大洋49航次第五航段(DY49V)在西北印度洋卡尔斯伯格脊天休热液区周边获得的拖网(49V-DR02)玄武岩样品进行了详细的岩石学和矿物学研究,并利用单斜辉石-熔体温压计对玄武岩中单斜辉石的结晶温度和压力进行了估算,用以探讨天休热液区所在洋脊段的深部岩浆过程。结果表明,所研究的玄武岩样品属于拉斑质N-MORB,其中单斜辉石呈鳞片状、树枝状或骸晶状微晶,主要为普通辉石和透辉石。单斜辉石-熔体温压计计算结果显示天休洋脊段单斜辉石结晶温度为1153~1225℃,结晶压力在0.08~0.64GPa范围内,相当于2.6~21.1km的深度,但主要集中在10~16km深度。这说明单斜辉石的结晶温度相对集中,但结晶深度范围变化很大,从浅层上洋壳区域到大洋岩石圈地幔区域均有单斜辉石结晶作用发生,但主要集中在大洋岩石圈地幔区域,暗示天休洋脊段下方洋壳内可能不发育熔体透镜体或岩浆房。天休洋脊段单斜辉石如此深的结晶深度指示天休洋脊段岩石圈地幔厚度厚,地幔部分熔融产生岩浆的终止深度深。在该洋脊段10~16km深处富含高温熔体,为天休热液系统的热液循环提供深部热源。

关键词：卡尔斯伯格脊天休热液区 MORB 单斜辉石岩浆深部过程

利用高阶径向导数带限模型进行重力向下延拓计算

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第3期49卷 442-452页

作者：邓凯亮黄谟涛吴太旗王伟平欧阳永忠陈欣熊雄刘敏王许海军研究院天津300061 自然资源部海洋环境探测技术与应用重点实验室广东广州510300 国家海洋局南海调查技术中心广东广州510300 91001部队北京100830

泰勒级数展开是实施位场向下延拓解算的主要方法之一。该方法的有效性主要取决于位场延拓参量各阶垂向(或径向)偏导数的求取精度及其可靠性。为了避免使用封闭解析核函数在球边界面出现奇异性带来的不确定性问题,依据各类重力观测经滤... 详细信息

泰勒级数展开是实施位场向下延拓解算的主要方法之一。该方法的有效性主要取决于位场延拓参量各阶垂向(或径向)偏导数的求取精度及其可靠性。为了避免使用封闭解析核函数在球边界面出现奇异性带来的不确定性问题,依据各类重力观测经滤波处理后均表现为一类有限频谱带宽信号的特点,提出将地球外部重力异常泊松积分式的核函数表示为球谐级数展开式,并将其截断为与重力观测值频谱范围相一致的带限求和式,进而通过直接求导方法,推导得到一组与带限核函数相对应的重力异常高阶径向导数带限计算公式,同时对该组公式进行了实用性改化,并将其应用于重力异常向下延拓泰勒级数展开式计算。使用超高阶地球位模型EGM2008设计两个阶段的数值计算检验方案,分别对重力异常高阶径向偏导数带限模型及其泰勒级数展开向下延拓模型的计算精度进行了检核评估,表明新模型具有良好的可靠性和有效性,在解算稳定性和计算精度两个方面都优于其他同类模型。

关键词：重力向下延拓高阶径向导数带限模型封闭解析核函数球谐级数展开截断式泰勒级数展开

冰期旋回中热带西太平洋碳源汇过程、机理与效应

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科学通报 2024年第13期69卷 1742-1758页

作者：李铁刚熊志方秦秉斌贾奇郭景腾自然资源部第一海洋研究所海洋地质与成矿作用重点实验室青岛266061 崂山实验室海洋地质过程与环境功能实验室青岛266237

冰期旋回是第四纪地球气候变化最显著的特征,热带西太平洋通过水文循环控制全球气候演化,这是“气候演变低纬驱动”理论的核心内容.由于现代热带西太平洋CO_(2)总体上处于海-气平衡,因此基于“将今论古”的思想,长期以来学术界认为热带... 详细信息

冰期旋回是第四纪地球气候变化最显著的特征,热带西太平洋通过水文循环控制全球气候演化,这是“气候演变低纬驱动”理论的核心内容.由于现代热带西太平洋CO_(2)总体上处于海-气平衡,因此基于“将今论古”的思想,长期以来学术界认为热带西太平洋相对于南大洋等高纬海区在大气CO_(2)分压(pCO_(2))冰期旋回中的作用并没那么重要,从而低估了热带西太平洋通过碳源汇演替调控全球气候的作用.在综合分析上新世以来冰期旋回中热带西太平洋碳源汇过程与机制的基础上,总结出了其气候效应模式,发现冰期时海平面降低导致更多的河流营养物进入海洋,致使近海表层有机碳生产和海底有机碳埋藏加强;同时,远洋为了“补偿”陆架珊瑚礁等钙质生物碳酸盐生产的减少,引起其深部CO32和碱度增加,致使远洋深部碳库增强;另外,开放洋区大型硅藻勃发等有机碳生产演化事件在大洋深部形成呼吸碳库,进一步“放大”了上述增强的深部碳库.这些碳循环过程表明冰期热带西太平洋扮演碳汇角色.间冰期时上述碳循环过程发生的方向或强度与冰期相反,但目前还没有证据证明间冰期热带西太平洋是否扮演碳源角色;尽管冰消期,其确实能向大气释放CO_(2).此外,叠加在冰期旋回之上的长尺度记录以及跨越冰期旋回的重大事件记录均显示,热带西太平洋可以通过全球的遥相关或洋际交换,在深部“被动”形成碳库.但这种“被动”形成的深部碳库是否也发生在冰期旋回中还有待于进一步证实.总之,热带西太平洋碳循环也同水文循环一样,通过碳源汇演替对冰期旋回中大气pCO_(2)和全球气候产生重要影响,从而丰富了“气候演变低纬驱动”理论的内涵.

关键词：表层海洋固碳深部海洋储碳海平面风尘碳循环上新世以来

三门湾及邻近海域百陶箭虫和肥胖箭虫时空共存关系初探

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上海海洋大学学报 2024年第2期33卷 433-443页

作者：杨杰青晁敏史赟荣张冬融周进中国水产科学研究院东海水产研究所农业农村部东海渔业资源开发利用重点实验室上海200090 自然资源部第二海洋研究所工程海洋学重点实验室浙江杭州310012

群落内近缘物种如何共存是群落生态学的核心研究内容之一,三门湾及邻近海域百陶箭虫和肥胖箭虫的共存格局仍未知。为阐明三门湾及邻近海域百陶箭虫和肥胖箭虫共存关系,根据三门湾及邻近海域百陶箭虫、肥胖箭虫及环境调查数据,利用广义... 详细信息

群落内近缘物种如何共存是群落生态学的核心研究内容之一,三门湾及邻近海域百陶箭虫和肥胖箭虫的共存格局仍未知。为阐明三门湾及邻近海域百陶箭虫和肥胖箭虫共存关系,根据三门湾及邻近海域百陶箭虫、肥胖箭虫及环境调查数据,利用广义加性模型(Generalized additive models,GAMs)分析了百陶箭虫、肥胖箭虫与环境因子之间的关系,同时利用零模型检验了百陶箭虫和肥胖箭虫之间的共存格局。结果表明:百陶箭虫分布与温度、桡足类密度和浮游植物密度显著相关,肥胖箭虫与温度、桡足类密度、水深和盐度显著相关。百陶箭虫和肥胖箭虫间四季Pianka实测值与模拟值之间的差异不显著,表明百陶箭虫和肥胖箭虫之间呈随机分布状态,竞争作用和生境过滤作用共同制约二者的分布。此外,百陶箭虫和肥胖箭虫在时间和空间上发生了生态位的分化,而食物组成是否具有差异仍需进一步研究。

关键词：浮游动物百陶箭虫肥胖箭虫三门湾共存关系

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丙烯酸硅烷酯柔性自抛光防污涂料制备及性能

精细化工 2024年第5期41卷 1030-1035页

作者：于雪艳王效军陈正涛康思波张华庆刘术辉丛巍巍张凯桂泰江海洋化工研究院有限公司海洋涂料国家重点实验室山东青岛266071

以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸甲氧基乙酯、丙烯酸三异丙基硅酯为单体,制备了丙烯酸硅烷酯基体树脂,将其与韧性树脂(液态聚丁二烯)共同作为成膜共混树脂,并以Cu_(2)O作为主要防污剂组分、吡啶硫酮铜(CuPT)和代森... 详细信息

以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸甲氧基乙酯、丙烯酸三异丙基硅酯为单体,制备了丙烯酸硅烷酯基体树脂,将其与韧性树脂(液态聚丁二烯)共同作为成膜共混树脂,并以Cu_(2)O作为主要防污剂组分、吡啶硫酮铜(CuPT)和代森锌(Zineb)为辅助有机防污剂组分,配制了柔性自抛光防污涂料。对丙烯酸硅烷酯基体树脂进行了FTIR表征和玻璃化转变温度(Tg)测定,对成膜共混树脂进行了SEM测试,对柔性自抛光防污涂料进行了柔韧性、附着力、吸水率和防污性能测试。结果表明,丙烯酸硅烷酯基体树脂的Tg=–20.54℃时,具有较好的物理机械性能;韧性树脂可以作为外增塑手段增加丙烯酸硅烷酯基体树脂的柔韧性,当m(丙烯酸硅烷酯基体树脂)∶m(韧性树脂)=7∶3时,成膜共混树脂的相容性最好;柔性自抛光防污涂料柔韧性为1级,在弹性体基材表面附着力达到4.0 MPa;经过60 d测试,吸水率为1.1%~1.2%;浅海浸泡挂板36个月显示出明显的防污效果。

关键词：丙烯酸硅烷酯树脂柔性防污涂料增塑剂韧性树脂海洋功能材料

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养殖海湾淤泥质海岸沉积物微塑料污染特征

环境科学 2024年第5期45卷 3078-3087页

作者：宋可心贺金成李昌文解思琦刘宝堃黄伟冯志华江苏海洋大学江苏省海洋生物资源与环境重点实验室江苏海洋大学江苏省海洋生物产业技术联合创新中心江苏海洋大学自然资源部滨海盐沼湿地生态与资源重点实验室自然资源部第二海洋研究所海洋生态系统与生物地球化学重点实验室

微塑料污染是当前环境领域广泛关注的前沿问题,海洋环境介质微塑料污染广为报道,但深层沉积物中微塑料污染特征如何却鲜见报道.基于此,在典型养殖海域海州湾附近淤泥质海岸设置3个采样点,分析沉积物柱状样中微塑料污染特征.结果表明,该... 详细信息

微塑料污染是当前环境领域广泛关注的前沿问题,海洋环境介质微塑料污染广为报道,但深层沉积物中微塑料污染特征如何却鲜见报道.基于此,在典型养殖海域海州湾附近淤泥质海岸设置3个采样点,分析沉积物柱状样中微塑料污染特征.结果表明,该研究区域沉积物中微塑料丰度为(0.12±0.07)n·g^(-1),处于中等污染水平.沉积物柱状样中微塑料总和是表层5 cm沉积物中微塑料丰度的3.43~6.00倍.沉积物柱状样中微塑料丰度展现区域差异性,不同深度的沉积物中微塑料丰度不存在显著性差异,但随深度增加呈指数减少.沉积物含水率、深度和微塑料之间的关系表明,沉积物中微塑料丰度与沉积物物理性质有关.透明和黑色微塑料在各站位占比均最高,纤维是沉积物中最常见的微塑料形态,粒径小的微塑料占主体,微塑料材质的密度均不妨碍其出现在沉积物中.微塑料污染特征在不同深度沉积物中变化较大.

关键词：微塑料(MPs) 沉积物柱状样淤泥质海岸海州湾养殖海湾

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基于激光数据的北极海水二氧化碳分压研究

红外与毫米波学报 2024年第3期43卷 397-405页

作者：张思琪陈鹏张镇华潘德炉南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 广东广州511458 齐鲁工业大学(山东省科学院)海洋仪器仪表研究所山东青岛266061 自然资源部第二海洋研究所卫星海洋环境动力学国家重点实验室浙江杭州310012 东海实验室浙江舟山316021

星载激光雷达作为一种新型的主动遥感技术,为全球海洋昼夜以及极地冬季海水二氧化碳分压的研究提供了可能。研究通过使用云-气溶胶激光雷达与红外探路者卫星(CALIPSO)数据,对全球海表面叶绿素a(Chla)浓度进行了反演,并构建了基于激光数... 详细信息

星载激光雷达作为一种新型的主动遥感技术,为全球海洋昼夜以及极地冬季海水二氧化碳分压的研究提供了可能。研究通过使用云-气溶胶激光雷达与红外探路者卫星(CALIPSO)数据,对全球海表面叶绿素a(Chla)浓度进行了反演,并构建了基于激光数据的前向神经网络模型(FNN-LID),重构了北冰洋海水二氧化碳分压(pCO_(2))昼/夜长时序数据集。在此基础上,对基于主动遥感的极地海水Chla浓度和海水pCO_(2)数据进行了验证与分析。结果显示,基于该算法的反演产品,具有较高的数据质量,不论是和其他被动遥感的产品还是独立浮标观测数据集都有较好的一致性,且能够有效“填充”极地冬季的数据空白。在北冰洋海区,受陆源强烈影响的边缘海都表现为较高的海表Chla浓度。北冰洋海水pCO_(2)的空间格局表现出经向的差异,且pCO_(2)的季节变化十分剧烈,甚至超过80μatm。近20年来,北冰洋稳定地表现为大气二氧化碳的汇,而在东西伯利亚海和喀拉海等海冰显著衰退的地区,海面pCO_(2)的增长率非常显著。

关键词：星载激光雷达反演北冰洋海水二氧化碳分压极夜长时序研究

主被动遥感融合辐射传输卷积神经网络水深反演方法

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光子学报 2024年第8期53卷 39-51页

作者：谢丛霜陈鹏潘德炉自然资源部第二海洋研究所卫星海洋环境动力学国家重点实验室杭州310012

新一代的冰、云和陆地高程卫星2号ICESat-2的星载激光雷达系统能够提供参考测深数据,采用机器学习方法能够与被动光学遥感图像结合实现高效的水深估算。提出一种结合物理辐射传输信息和卷积神经网络的模型。物理辐射传输数据突显了浅水... 详细信息

新一代的冰、云和陆地高程卫星2号ICESat-2的星载激光雷达系统能够提供参考测深数据,采用机器学习方法能够与被动光学遥感图像结合实现高效的水深估算。提出一种结合物理辐射传输信息和卷积神经网络的模型。物理辐射传输数据突显了浅水区域的光谱特征,而卷积神经网络结构则很好地考虑了水深测量点像素的周边信息。实验结果表明,自适应椭圆密度分割算法相较于标准的基于固定参数的密度聚类算法能够更好地追踪水深信息。在圣克罗伊岛使用包含物理辐射传输信息的结果的平均均方根差比未使用的结果低0.1 m,平均精度提高了约10%。物理辐射传输卷积神经网络模型反演的水深结果的精确度均超过95%,误差小于1.6 m,验证了它在水深反演中的性能,具备在大规模水深反演中应用的潜力。

关键词：海底地形测量海洋测绘机器学习 ICESat-2 哨兵2号

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西马塔海底火山喷发的超远程水声监测

地球物理学报 2024年第1期67卷 241-250页

作者：魏士俨杨燕明阮海林自然资源部第三海洋研究所福建厦门361005 福建省海洋物理与地质过程重点实验室福建厦门361005

直接观察海底火山是非常困难的,但监测其喷发产生的声信号可以为长期及近实时的海底火山监测提供一种有效手段.本文利用位于SOFAR声道轴的两套水听器三联体,对西马塔海底火山开展了为期14个月的超远程水声监测研究.提出了基于加权慢度... 详细信息

直接观察海底火山是非常困难的,但监测其喷发产生的声信号可以为长期及近实时的海底火山监测提供一种有效手段.本文利用位于SOFAR声道轴的两套水听器三联体,对西马塔海底火山开展了为期14个月的超远程水声监测研究.提出了基于加权慢度和聚类分析的火山喷发声信号检测方法,采用抛物方程模型和绝热简正波-抛物方程模型对火山喷发活动进行了二维和三维的超远程声传播仿真,火山喷发声接收距离超过9000 km.喷发活动频次和强度估算结果表明,2009年1月—2010年2月该火山至少发生了37次喷发事件,喷发活动的强度差异可达10 dB.

关键词：西马塔火山海底火山喷发超远程水声监测