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《研究揭示全球火山海岛新生海岸侵蚀的共性规律》

  • 来源专题：中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者： 熊萍
  • 发布时间：2025-10-12

  • 近日，中国科学院南海海洋研究所边缘海与大洋地质实验室李伟研究员团队，联合英国曼彻斯特大学、卡迪夫大学及葡萄牙海军水文研究所科研人员，揭示了全球海岛火山喷发形成海岸的侵蚀速率随时间衰减的共性演化规律。相关成果发表在地球科学领域国际权威期刊Journal of Geophysical Research: Earth Surface（《地球物理学研究杂志:地球表面》），南海海洋所副研究员赵中伟为论文第一作者。

    火山喷发不仅是地球内部能量在地表释放的剧烈表现，也是塑造“蓝色星球”最重要的造陆过程之一。喷发过程中堆积的大量火山灰和熔岩，能够形成新的大洋火山岛或熔岩三角洲，这些新生陆地长期以来是夏威夷、亚速尔群岛和加那利群岛等地区机场、港口、农业及旅游开发的重要空间来源。然而，这些新生岛屿常孤立于大洋之中，直接暴露于复杂的海洋动力环境，海岸长期遭受海浪侵蚀冲击。因此，喷发新生海岸侵蚀的演化趋势，成为制约其安全开发和灾害防范的关键科学问题。

    研究团队对1952年至2022年间全球12处火山喷发形成的新生海岛海岸开展系统研究，发现其侵蚀速率普遍呈现“早期快速侵蚀、后期逐渐减缓”的规律性趋势。同时，研究人员利用反幂函数方程成功实现了对该规律的高精度数值拟合，并进一步发现，当依据海岸岩性类型进行分组时，模型拟合精度显著提升。

    该研究不仅揭示了火山喷发新生海岸侵蚀的共性演化规律，加深了对海岛地貌演变过程的科学认知，也为火山海岛的空间开发规划及海洋防灾减灾风险评估提供了重要的理论支撑。

    本研究得到了国家自然科学基金、广东省自然科学基金、中国科学院广州分院院长青年人才基金和广州市基础与应用基础一般项目等资助。

    论文信息：Zhao,Z.,Mitchell,N. C.,Quartau,R.,&Ramalho,R. S. (2025). Systematic slowingof initially rapid retreat of new coastsformed by historical eruptions in volcanicislands. Journal of Geophysical Research:Earth Surface,130,e2024JF008058.

    论文链接：https://doi.org/10.1029/2024JF008058

  • 原文来源：https://scsio.cas.cn/news/kydt/202509/t20250923_7975353.html
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  • 《研究揭示全球海洋热浪动态演变规律》
    • 来源专题：中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者：熊萍
    • 发布时间：2025-04-15
    • 近日，中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境实验室（LTO）、全球海洋和气候研究中心（GOCRC）以及广东省海洋遥感重点实验室（LORS）的王春在研究员团队，以时空联动视角识别并追踪了全球无冰带海洋热浪（MHW）的时空结构与动态移动特征。相关研究成果发表在Geophysical Research Letters上。硕士研究生任杰为论文第一作者，研究员王春在为通讯作者，副研究员姚玉龙为共同作者。 以往针对MHW的研究通常将时间维度与空间维度分开，只关注特定区域内MHW的时间变化特征，或某一特定时段内的空间变化。然而，多数MHW的形成和发展是一个从“产生”到“发展”再到“消亡”，并在空间上延展或移动的动态过程。因此，本研究从时空三维视角（时间×经度×纬度）出发，首先构建了一种识别时空连续型MHW新方法（Spatiotemporally Continuous Marine Heatwaves，SCMHWs），然后依据持续时间（D）、面积（A）和强度（I）三个维度是否极端（N: Normal;E: Extreme），将SCMHWs分为8个类型，并探究了主要类型时空移动特征。该研究旨在以时空联动的视角揭示全球海洋无冰带范围内时空连续海洋热浪的时空结构与动态特征。 1982-2022年全球共有6605个SCMHWs被识别，其中DNAEIN，DNANIE，DEAEIN和DEAEIE型发生频繁，强度较高的区域主要出现在西边界流及其延伸体区域、厄加勒斯溢流区、赤道中东太平洋区域等。值得注意的是，平均强度处在高风险等级的类型（图2(c)和2(e)）仅在上述特定区域出现，这可能与涡旋活动密切相关。此外，研究还发现SCMHWs多数沿东西方向移动，且在过去几十年中呈现频率增加、持续时间延长、覆盖范围扩大、移动距离增加但移动速减慢的变化趋势。 本研究从时空联动的视角出发，提出的识别与分类时空连续海洋热浪的新方法不仅揭示了海洋热浪的时空结构与动态特征，丰富了海洋热浪研究的方法体系，同时也为海洋热浪的风险评估和预测提供了新思路。 本研究由国家自然科学基金重大项目、国家自然科学基金合作创新研究团队项目、中国科学院战略先导科技专项项目、中国科学院南海海洋研究所发展基金等共同资助。 相关论文信息：Ren,J.,Wang,C.,& Yao,Y. (2025). Spatiotemporally continuous marine heatwaves: A novel clustering approach reveals increasing frequency,duration,area,intensity,and movement distance. Geophysical Research Letters,52,e2024GL113211. 论文链接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2024GL113211
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  • 《中国科学院海洋研究所研究揭示热带西太平洋岛弧隆升与风化历史》
    • 来源专题：中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者：熊萍
    • 发布时间：2025-05-25
    • 近日，国际地学期刊Geophysical Research Letters《地球物理研究通讯》（Nature Index）在线刊发了中国科学院海洋研究所万世明研究团队在晚新生代西太平洋岛弧风化方面的最新研究成果。研究团队与法国巴黎萨克雷大学、同济大学等单位开展合作，基于国际大洋发现计划IODP 368航次在南海北部钻探获取的沉积物岩芯，重建了晚渐新世以来南海北部海水钕（Nd）同位素演化历史。研究发现晚中新世约9百万年前以来热带西太平洋岛弧构造活动引起的火山岩风化显著增强，为晚新生代全球变冷提供了关键的碳汇证据。 在地质时间尺度上，硅酸盐岩化学风化消耗大气CO?，是影响地球长期碳循环和气候演变的主要过程。相较于大陆花岗岩，基性或超基性的岛弧火山岩风化速率高出近一个数量级，因此岛弧风化对全球碳循环可能有重要贡献。然而，在新生代全球气候显著变冷的过程中，岛弧硅酸盐风化的长期演变历史仍不清楚，导致其在新生代变冷中的作用尚不明确。长久以来，传统的沉积矿物或元素指标用于指示风化程度，无法表征风化通量变化，而通量正是衡量风化碳汇效应的关键参数。针对以上问题，研究团队前期工作利用在海水中滞留时间较短的Nd元素，建立了海水Nd同位素追踪风化通量演变的新方法。本研究将该方法应用于南海，以南海北部IODP U1501站位沉积物岩芯为研究材料，通过分析浮游有孔虫壳体的Nd同位素组成，首次重建了约28百万年前以来东亚大陆与热带西太平洋岛弧风化产物输入南海的演变历史。 研究结果表明，自28百万年前以来南海北部U1501站位海水Nd同位素变化幅度达3.6个εNd单位，且呈现明显的阶段性长期变化趋势。通过与南大洋和太平洋水团Nd同位素长期演化记录，以及西太平洋岛弧构造演化历史的综合对比，结果揭示在28~17百万年期间南海北部海水Nd同位素值接近赤道–北太平洋深水水团端元，这和该时期南海处于开放状态、与太平洋深水交换强烈有关。而在17~9百万年期间，受菲律宾群岛向北逆时针旋转及南海东部岩石圈向菲律宾海板块俯冲的影响，吕宋海峡逐渐形成，南海与太平洋深水交换由此受限。与此同时，因青藏高原隆升及东亚夏季风增强驱动，华南大陆向南海的陆源物质输入通量显著增加。因此，该时期逐渐减弱的太平洋水团侵入，叠加增强的东亚大陆陆源物质输入，共同导致研究站位Nd同位素显著负偏。此后，约9百万年前以来，吕宋岛弧与欧亚大陆的弧陆碰撞加剧，导致东南亚岛弧快速隆升与火山岩广泛暴露风化，从而向西太平洋及南海输入更多放射性Nd，最终引起研究站位海水Nd同位素显著正偏。 本研究基于南海过去约28百万年以来的海水Nd同位素记录，提供了晚中新世以来热带西太平洋岛弧隆升-风化增强的关键地质证据，并揭示出岛弧风化不仅对晚新生代全球气候变冷可能有重要贡献，而且其风化产物对大洋海水Nd同位素组成产生了重要影响。 论文第一作者为中国科学院海洋研究所博士李梦君，通讯作者为万世明和于兆杰研究员。本研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、中国科学院战略先导科技专项、泰山学者项目的支持。 论文信息：Mengjun Li, ChristopheColin, Shiming Wan*, Zhaojie Yu*, Zhimin Jian, Zehua Song, Arnaud Dapoigny, Hualong Jin, Jin Zhang, Debo Zhao, Anchun Li, 2025. Tectonic Modulated Weathering Inputs from the East Asian Continent and Tropical Island Arc to the South China Sea Since the Late Oligocene. Geophysical Research Letters,52, e2024GL114500. https://doi.org/10.1029/2024GL114500
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