海洋地球物理與海底構(gòu)造學-(18).資料講解

海洋地球物理與海底構(gòu)造學-(18).

“區(qū)域海洋學”調(diào)查研究方面：我國加強了向深海大洋海域的擴展。2005年完成了橫跨三大洋的環(huán)球海洋科學考察，獲取了整塊重約45千克的完整熱液硫化物煙囪體礦石樣本，這在我國大洋科學考察史上具有里程碑的意義。我國已連續(xù)20多次開展南極科學考察、2次北極科學考察，建設(shè)了長城、中山、黃河常年考察站，躋身于國際極地考察大國行列。在國際合作方面：全球海洋生態(tài)動力學（GLOBEC）、國際海洋科學鉆探（IODP）、國際大陸邊緣計劃（InterMargins）、國際洋中脊計劃（InterRidge）、海岸帶陸海相互作用（LOICZ）、全球有害赤潮的生態(tài)和海洋學（GEOHAB）、全球海洋觀測系統(tǒng)計劃（GOOS）、全球海洋次表層溫鹽觀測計劃（Argo）等重大國際海洋科技合作項目中，中國海洋科學家都做出了應(yīng)有的貢獻。我國還積極開展了雙邊和多邊海洋科技合作，分別與美國、俄羅斯、加拿大、德國、法國、日本、韓國、朝鮮、印度等國家簽訂了海洋科技領(lǐng)域的合作協(xié)定。我國還聯(lián)合全球環(huán)境基金、聯(lián)合國開發(fā)計劃署等國際組織，實施了東亞海計劃、渤海環(huán)境保護與管理行動、黃海大海洋生態(tài)系計劃、南中國海北部生物多樣性保護計劃等一批區(qū)域海洋科技合作項目，取得了顯著成績。我國海洋科學研究中存在的問題和不足：主要表現(xiàn)在，海洋科學的基礎(chǔ)性工作薄弱，缺乏海上調(diào)查、實驗、監(jiān)測的基礎(chǔ)資料和長期的（斷面）連續(xù)觀測資料；自主研發(fā)的海洋開發(fā)技術(shù)有限，調(diào)查研究的技術(shù)裝備落后，共享制度尚不完善，利用率不高，資源浪費現(xiàn)象嚴重；海洋科技對海洋經(jīng)濟的貢獻率不高；海洋科研經(jīng)費投入分散，且部門間的溝通、協(xié)調(diào)力度不大；海洋科研隊伍相對較小，總體水平不高，結(jié)構(gòu)不合理，學科帶頭人少，人才儲備過低、且流失嚴重；科研機構(gòu)分散，強有力的學科群體不多，學科影響力小；海洋信息系統(tǒng)基礎(chǔ)薄弱，信息化、網(wǎng)絡(luò)化程度低，信息交流渠道不暢等等。我國海洋科學的研究資源和研究水平與世界發(fā)達國家相比還有相當大的差距，這與我國的整體發(fā)展戰(zhàn)略及在國際上應(yīng)有的地位很不相稱。我們必須科學地利用我國的海洋研究資源，加大力度，建立與我國國際地位相應(yīng)的海洋科學研究隊伍、研究基地、研究設(shè)備，并做出相應(yīng)的研究成果。（一）我國海洋科學研究進展2．重大研究進展：

近年來我國海洋科學研究一直是圍繞全球變化和國家有關(guān)計劃進行的，研究的重大科學問題可以概括為：全球變化的驅(qū)動力問題、重要過程問題、地球系統(tǒng)中幾個重要組成部分的相互作用問題、全球變化與人類活動相互響應(yīng)問題、地球過去的環(huán)境變化及其原因、變化的預(yù)測等6大問題。我國海洋科學工作者圍繞著這些問題，取得的重大研究進展如下‘。（1）海洋環(huán)境變化驅(qū)動力的綜合研究——建立了全新的海浪-環(huán)流耦合理論與海洋數(shù)值預(yù)報模式。（2）熱帶海洋與全球氣候變化研究——我國學者在熱帶西太平洋暖池/印度洋暖池變化與全球氣候變化的研究中取得了“熱帶驅(qū)動”的新成果。（3）重要過程研究——1）海-氣相互作用過程研究、2）海-陸相互作用及其物質(zhì)交換過程研究、3）沉積物-海水界面物質(zhì)通量研究。（4）海洋物理學領(lǐng)域——1）海洋微波遙感、光學遙感方面：利用高分辨率的海洋衛(wèi)星測高資料，構(gòu)制中國南海及鄰近海域完整到3600階次的甚高階大地水準面數(shù)值模型，使其表示大地水準面起伏的空間分辨率≤5.5km，對大地水準面進行濾波和平滑，濾除相關(guān)的波長，得到了中國南海及其鄰近海域高分辨率的海底地形圖像，清晰地勾畫出中國南海及鄰近海域海底地貌、構(gòu)造特征及動力學事件。2）海洋聲學研究：通過聲波與海底的相互作用研究，提出的海底參數(shù)聲學反演方法。（5）海洋生物學領(lǐng)域——1）基因組測序及其應(yīng)用研究。2）生態(tài)環(huán)境研究“海洋初級生產(chǎn)力結(jié)構(gòu)與微型生物生態(tài)學研究”成果，獲得了2006年國家自然科學獎二等獎。（6）化學海洋學領(lǐng)域——1）“海洋環(huán)境鋼鐵設(shè)施及其防腐蝕技術(shù)系統(tǒng)”獲2002年國家科學技術(shù)進步獎二等獎。2）海洋地球化學研究：海洋沉積磷的積累量減少和碳酸鈣含量增加,可能是導(dǎo)致冰期大氣CO2濃度降低的一個關(guān)鍵性因素。（7）河口海岸研究領(lǐng)域——1）海平面變化研究。海平面上升影響的綜合評估表明：對長江三角洲與太湖湖東低地，特別是上海市的影響最嚴重，其次是杭州灣北岸，第三是廢黃河三角洲，蘇北濱海平原與里下河低地的影響最輕。2）長江三角洲環(huán)境變化及沉積通量研究。（8）海洋地質(zhì)學領(lǐng)域——1）通過ODP184航次取得的巖心分析，取得了具有重大科學意義的兩條地質(zhì)時代跨度不同、具有不同分辨率的氧同位素曲線和一條迄今惟一的碳同位素曲線。反映了全球氣候逐漸變冷過程的變化。顯示出低緯度海區(qū)在全球氣候長周期變化中重要性。為南海與全球進行碳同位素地層學對比提供了基礎(chǔ)。2）對沖繩海槽的研究。3）多金屬結(jié)核/殼研究。4）對東太平洋中國多金屬結(jié)核調(diào)查區(qū)研究。5）建立了中國邊緣海形成演化的理論框架。（9）極地科學研究——1）2004-2006年，中國科學家在南極內(nèi)陸DomeA地區(qū)開展了冰川學綜合考察與研究，獲得了一批在國際南極雪冰研究領(lǐng)域有一定影響的研究成果：首次獲得該地區(qū)年平均溫度為-58.4℃。這是目前已知的地球表面最低年平均溫度。確定了DomeA最高點的精確地理位置是：南緯80°22′00″，東經(jīng)77°21′11″，最高點高程為4093m。2）完成了南極普里茲帶1：50萬地質(zhì)圖編制工作。3）對中山站以南450公里的格羅夫山進行了4次考察，發(fā)現(xiàn)并回收9834隕石。4）探討了南極企鵝、海豹糞土層中的污染物波動與企鵝、海豹種群數(shù)量以及與生物體內(nèi)微觀的代謝變化的關(guān)系。5）南極區(qū)電離層一維、三維數(shù)值模擬。6）對北極白令海水團研究。（10）大洋科學考察——1）1997年至2006年，組織“大洋1號”和“海洋四號”進行了12個航次綜合調(diào)查。在對西太平洋和中太平洋海山的重點靶區(qū)開展了深海淺鉆、電視抓斗和拖網(wǎng)地質(zhì)取樣、海底視相、多波束測深、重力、磁力、地震等地球物理測量和環(huán)境基線調(diào)查。調(diào)查面積超過30萬平方公里，為我國向國際海底管理局申請富鈷勘探區(qū)作好了技術(shù)資料準備。——2）2006年1月，“大洋1號”海洋調(diào)查船，歷時297天，航程43230海里，橫跨太平洋，并沿著東太平洋中脊、大西洋中脊和印度洋中脊，進行了一次時間最長，航程最遠的科學考察。這次環(huán)球考察除了獲得大量常規(guī)的海洋地質(zhì)、地球化學、地球物理、物理海洋、水文氣象等科學數(shù)據(jù)外，成功地獲得放在海底近兩年之久的兩套錨系設(shè)備，獲得了海底長時間連續(xù)觀測數(shù)據(jù)，并首次在超慢速擴張的西南印度洋中脊發(fā)現(xiàn)了強度達330毫伏的超強濁度異常（通常濁度異常在幾十毫伏），從而判定附近有熱液硫化物的噴發(fā)活動。——3）2007年的大洋考察第19航次在西南印度洋中脊超慢速擴張區(qū)域發(fā)現(xiàn)了熱液活動區(qū)，準確定位了噴口，取得了大量海底硫化物、黑煙囪、生物和巖石照片，系統(tǒng)地獲得近海底溫度、Eh、濁度、底流場等分布圖和活動區(qū)微地形資料，并成功地取得了煙囪樣品和極端環(huán)境下的生物樣品。調(diào)查初步圈定100米×100米左右的熱液活動區(qū)范圍。區(qū)內(nèi)分布兩個冒煙的煙囪和一個未觀測到黑煙的高溫區(qū)，屬高溫熱液噴口，熱液生物分布具有一定規(guī)律。這是超慢速洋中脊熱液硫化物調(diào)查的重大突破，也是中國在大洋中脊熱液硫化物調(diào)查中零的突破，標志著我國躍入世界海底熱液活動研究先進國家行列。（二）我國海洋技術(shù)研究進展1．綜述：我國是海洋大國，發(fā)展海洋科學技術(shù)對保障國家安全、發(fā)展海洋經(jīng)濟、促進和諧社會建設(shè)，起到越來越重要的作用。在國家863計劃、科技攻關(guān)計劃及其它相關(guān)計劃的支持下，我國海洋技術(shù)取得了跨越式的發(fā)展，一批海洋觀測和資源開發(fā)的高技術(shù)和裝備，顯著提升了海洋環(huán)境立體觀（監(jiān)）測與資源開發(fā)能力。海洋衛(wèi)星和航天遙感技術(shù)：我國先后發(fā)射了兩顆海洋衛(wèi)星，建立了較為完善的衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)，使我國成為繼美國、歐洲、日本等國家之后掌握此項航天遙感技術(shù)的國家之一。突破了高頻地波雷達、高精度CTD剖面儀、聲學海流剖面測量系統(tǒng)等一批海洋觀測高技術(shù)，開發(fā)了一批海洋觀測高技術(shù)裝備，構(gòu)建了區(qū)域性的海洋環(huán)境立體監(jiān)測系統(tǒng)。深潛器：我國先后研制和建造了淺海纜控潛器、3500m纜控潛器、1000m和6000m無人潛器，正在建造7000m載人潛器，我國已成為世界上少數(shù)能設(shè)計和建造深潛器的國家。為深海觀測和采樣、深海科學研究和資源開發(fā)、國家海上安全，提供了強有力支持。大洋礦產(chǎn)調(diào)查技術(shù)：我國先后開展了18次大洋礦產(chǎn)資源勘查，在太平洋國際海底區(qū)域獲得了7.5萬平方公里的多金屬結(jié)核開辟區(qū)。研制成功海底地形地貌全覆蓋高精度多波束測深系統(tǒng)、6000m水深高分辨率測深側(cè)掃聲吶、超寬頻海底剖面儀、多次取芯富鉆結(jié)殼潛鉆、深海彩色數(shù)字攝像系統(tǒng)和電視抓斗、天然氣水合物保真取樣裝置等深海資源勘查和環(huán)境監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)裝備，用國產(chǎn)水合物采樣裝備在南海成功地獲取了天然氣水合物的樣品。深海平臺技術(shù)：在國家863計劃支持下，深海半潛式鉆井平臺技術(shù)取得突破性進展，近年來建造了工作水深2000米的半潛式平臺主體結(jié)構(gòu)，并完成了最大工作水深3000米的新型多功能半潛式鉆井平臺技術(shù)的研究，為中國今后設(shè)計、建造深遠海油氣平臺奠定了扎實的技術(shù)基礎(chǔ)。海洋生物技術(shù)：海水養(yǎng)殖種質(zhì)的優(yōu)良化、養(yǎng)殖生物病害監(jiān)測與健康養(yǎng)殖、海洋天然產(chǎn)物及海洋藥物的研發(fā)都取得了重要進展。深海生物基因研究，取得了階段性進展。海洋天然產(chǎn)物和藥物：在抗腫瘤、治療心腦血管病和腎病等方面的海洋藥物研究取得重要進展，已有6種海洋藥物和一批保健食品被批準上市，一批新藥進入臨床研究。海水淡化和綜合利用技術(shù)：已建海水淡化工程44套，每日淡化海水15.08萬噸。核電-淡化耦合等技術(shù)列入國家計劃。海水提鎂、提溴、提鉀技術(shù)得到應(yīng)用。海洋可再生能源的開發(fā)利用：潮汐能、波浪能的開發(fā)技術(shù)已基本成熟。沿岸和島嶼的風能與太陽能的開發(fā)利用目前發(fā)展迅速。（二）我國海洋技術(shù)研究進展2．海洋技術(shù)重大進展：（1）海洋環(huán)境立體監(jiān)測技術(shù)：1）衛(wèi)星遙感海洋監(jiān)測技術(shù)——2007年4月11日，我國成功發(fā)射了“海洋一號B”（HY-1B）衛(wèi)星，實時觀測渤海、黃海、東海、南海及海岸帶區(qū)。我國成為繼美國、歐洲、日本等國家之后掌握此項航天遙感技術(shù)的國家之一，并把中國的海洋觀測技術(shù)推向了空間遙感海洋觀測的新時代。2）海洋調(diào)查觀測技術(shù)——聲學海流剖面測量和聲成像技術(shù)、岸基海表環(huán)境監(jiān)測高頻地波雷達技術(shù)、高精度溫鹽深測量技術(shù)、自持式剖面探測漂流浮標、實時數(shù)據(jù)傳輸潛標、光學浮標、錨系浮標、極區(qū)水文氣象觀測浮標等觀測技術(shù)、臺灣海峽及毗鄰海域海洋動力環(huán)境實時立體監(jiān)測示范系統(tǒng)。3）海洋環(huán)境監(jiān)測技術(shù)——海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測儀器、無人值守水下海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測試驗站、拖曳式生態(tài)環(huán)境要素剖面測量系統(tǒng)、船載海洋生態(tài)環(huán)境現(xiàn)場監(jiān)測集成示范系統(tǒng)、渤海海洋生態(tài)環(huán)境?？諟蕦崟r綜合監(jiān)測示范應(yīng)用系統(tǒng)。（2）海洋油氣平臺工程技術(shù)：1）半潛式鉆井平臺技術(shù)——2007年8月，新型多功能半潛式鉆井平臺研制項目通過驗收。2）圓筒形海洋鉆井平臺技術(shù)——2007年5月，我國為挪威建造了世界上第一座圓筒形海洋鉆井平臺。3）浮式生產(chǎn)儲卸油系統(tǒng)（FPSO)技術(shù)——我國目前共有14艘FPSO在海上作業(yè)，數(shù)量和總噸位均居世界第一，是全球最大的FPSO的制造國和應(yīng)用國。（3）深潛器技術(shù)和水下作業(yè)機械：1）遙控潛水器（ROV）技術(shù)——以上海交通大學等院校為主，重點發(fā)展了有纜遙控潛水器。2）深水自持深潛器（AUV）技術(shù)——以中科院沈陽自動化研究所為主，先后研制成功下潛深度1000m的“探索者”號和下潛深度6000m的“CR-1”、“CR-2”號AUV。3）在載人深潛器（HOU）技術(shù)——由國家海洋局主持，中船重工702所承擔，開展了“海極1號”7000m載人深潛器研制，用于海底資源勘查和深海科學研究，預(yù)計在2008年進行海上試驗。4）水下作業(yè)機械和環(huán)境工程技術(shù)——研制出水下電動鋪管系統(tǒng)和淺海底載人管線電纜檢測維修裝置。（4）淺海工程地質(zhì)探測技術(shù)：開發(fā)了近海工程高分辨率多道淺地層探測技術(shù)，整體上達到國際先進水平；研發(fā)了惡劣海況下海底土液化動態(tài)監(jiān)測技術(shù)，實現(xiàn)了現(xiàn)場海底土液化動態(tài)監(jiān)測及砂土液化評價。（5）河口海岸研究與港口橋梁工程技術(shù)：在大型河口治理、大型離岸碼頭建設(shè)、粉沙質(zhì)海岸建港技術(shù)方面，我國有獨到的成功經(jīng)驗。建造了世界上最長、設(shè)計使用壽命100年以上的杭州灣跨海大橋，并在跨海橋梁設(shè)計和建造方面取得了多項世界第一。（6）環(huán)境工程技術(shù)：建立了赤潮生物種子庫，建立了黏土礦物與赤潮生物相互作用的絮凝模型，制備出高效改性黏土，提高了黏土絮凝赤潮生物的能力。油指紋鑒別技術(shù)達到國際先進水平，建立了較為完整的油指紋庫建設(shè)技術(shù)體系，建立了渤海原油、南海原油、陸地原油、外國原油和成品油油指紋庫。(7)海底油氣資源勘查與開發(fā)技術(shù)：1）淺海油氣田調(diào)查評估技術(shù)、勘探開發(fā)技術(shù)及油氣生產(chǎn)取得重大突破。2）海洋地球物理勘探技術(shù)、可控三維軌跡鉆井技術(shù)、海上邊際油氣田開發(fā)技術(shù)、稠油開發(fā)技術(shù)和液化天然氣技術(shù)形成了自己的特色，提高了油氣開發(fā)效率和產(chǎn)量。先后研制成功海上數(shù)控成像測井系統(tǒng)（ELIS）、多功能海底地震儀（OBS）、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具等關(guān)鍵儀器設(shè)備。ELIS研制成功，打破了國外整裝測井裝備在中國海上油田20年的技術(shù)壟斷。3）海上油氣資源的調(diào)查和評估，在南海南部海域發(fā)現(xiàn)了16個新生代沉積盆地，2006年在南海荔灣3-1-1成功鉆探了國內(nèi)第一口深水探井，作業(yè)水深達1480m，發(fā)現(xiàn)了可采儲量千億立方米的大型深水天然氣田；2007年5月又在渤海灣灘海地區(qū)發(fā)現(xiàn)了儲量規(guī)模達4.7億噸的冀東南堡大油田。（8）海底固體礦產(chǎn)資源勘查與開發(fā)技術(shù)：1）金屬礦產(chǎn)資源開發(fā)技術(shù)——海底地形地貌全覆蓋高精度多波束探測技術(shù)、長程超短基線定位系統(tǒng)、6000m水深高分辨率測深側(cè)掃聲吶系統(tǒng)、深拖式超寬頻海底剖面儀(OBS)、多次取芯富鉆結(jié)殼潛鉆、深海彩色數(shù)字攝像系統(tǒng)和電視抓斗、大洋固體礦產(chǎn)資源成礦環(huán)境及海底異常條件探測系統(tǒng)、海底熱液保真取樣及分析技術(shù)等。2）海洋天然氣水合物綜合探測技術(shù)——包括地震采集參數(shù)組合分析系統(tǒng)、穩(wěn)定帶上下界面和厚度估計方法、地球化學探測系統(tǒng)、同位素和元素地球化學實驗室高精度分析測試技術(shù)、深水深孔天然氣水合物取心鉆具等技術(shù)和裝備。2007年4月至6月，在我國南海北部陸坡中段的神狐暗沙海域3個站位上獲得天然氣水合物樣品，是繼美、日、印之后采到天然氣水合物樣品的國家，是中國地質(zhì)史上的一次重要發(fā)現(xiàn)。預(yù)計我國將在2010～2015年投入試