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青果期刊 | 地质大学:揭示气候、微生物与海底稳定性之间的内在关联

青果期刊 | 地质大学:揭示气候、微生物与海底稳定性之间的内在关联 青研之家
2025-08-29
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导读:中国地质大学王星星副教授、孙启良教授等近期发表标题为《天文周期薄弱层沉积孕育海底沉积物失稳》的文章。




研究概要:

    海底滑坡是最具破坏性的海洋地质灾害类型之一,其规模可达陆上滑坡的数十倍量级,其不仅可以直接冲击摧毁海底工程设施,还可诱发海啸对沿海社区和基础设施造成难以估量的损失。当前研究表明,海底滑坡多沿一个或多个区域薄弱层(weak layer)发生滑移。这些薄弱层具有较低的抗剪强度,且在平面上可延展上千平方公里,从而影响海底滑坡的发生位置、规模及其灾害效应。该研究基于高分辨率二维多道地震、多波束测深以及大洋钻探数据,在南海东北陆缘中更新世气候转型期(MPT,~1.2-0.7Ma)之后的沉积地层中,系统识别出16期海底滑坡,其主要沿5个滑动面发生滑塌,最大单期滑坡面积达~2850km²。通过海洋沉积学与岩土力学相结合的交叉研究,揭示了海底滑坡孕灾过程与气候变化之间的耦合机制。

    结果表明:南海北部广泛分布的海底滑坡滑移面具有更高的蛋白石含量、更大粒径及孔隙度,这些特征显著降低了沉积物的不排水抗剪强度,对应于区域上多期发育的沉积薄弱层。这些薄弱层形成于MPT之后的冰期阶段,受10万年尺度冰期-间冰期旋回调控的大陆风化、季风强度和海洋过程,通过增加海洋初级生产力及沉积速率,导致薄弱层形成并最终在外部触发因素作用下发生失稳滑塌。该成果首次建立了"气候变化-沉积响应-薄弱层形成-陆坡失稳"的完整因果链,不仅为海底滑坡与气候变化关联性研究提供了确凿证据,更为全球深水区潜在海底滑坡的位置与规模评估预测提供了新的理论框架。


南海东北陆缘第四纪高频海底滑坡及区域薄弱层(SH1-SH5)垂向分布


海底薄弱层沉积概念模式图





核心PI




孙启良

中国地质大学
海洋学院

简介:
孙启良,中国地质大学海洋学院教授,博士生导师。2011年毕业于中国科学院海洋研究所获博士学位,随后留所作助理研究员工作,2014年聘为副研究员,2015年来到中国地质大学海洋学院,2017至2020年分别去往英国牛津大学及帝国理工学院作访问学者,2020年回校任教并聘为教授。曾获中国地球物理学会优秀论文奖、中国科学院院长优秀奖、海南省自然科学进步奖特等奖、中国地球物理学会科学技术进步奖等荣誉。

研究及招生方向:
1、海洋地质灾害研究
2、海洋地质资源研究
3、海底失稳形成机制及其控制因素

4、火山生长机制研究

5、南海古洋流系统重建及其核心控制因素


主要科研项目:

1、国家自然科学基金优秀青年项目“海洋地质灾害”(2023-2025年,项目编号:42222607,负责人);

2、国家自然科学基金面上项目“岩浆活动诱发沉积物变形的演化规律及海底失稳机理”(2022-2025,项目编号:42176085,负责人);

3、国家自然科学基金重点项目“中新世以来南海南部大陆边缘动力过程的沉积响应”(2022-2025,项目编号:42130408,主要参与人);

4、国家重点研发计划子课题“南海北部流体输运体系的地球物理识别及其形成过程的数值模拟”(2018-2021,负责人);

5、国家自然科学基金面上项目“中建南盆地泥火山和麻坑群的形成机理及差异性地貌的成因”(2017-2020,项目编号:41676051,负责人);


王星星

中国地质大学
海洋学院

简介:

王星星,中国地质大学海洋学院副教授,硕士生导师。2019年毕业于浙江大学获博士学位,随后前往青岛海洋地质研究所作博士后研究,2021年前往中国地质大学海洋学院任教,2023年去往英国曼切斯特大学作访问学者,2024年回到中国地质大学海洋学院并聘为副研究员


研究及招生方向:

1、海洋科学研究
2、资源与环境学
3、深水沉积学及其资源环境效应
4、数值模拟与机器学习


主要科研项目:

1、国家自然科学基金面上项目,2025.01-2028.12,主持;

2、国家重点研发项目子课题,2024.12-2029.11,主持;

3、中海油深海开发有限公司研究课题,2024.12-2026.12,技术负责;

4、青岛海洋科学与技术试点国家实验室“十四五”重大项目“深远海战略能源资源勘探与开发技术”专项项目子课题,2021.12-2024.12,主持;

5、国家自然科学基金青年项目,2022.01-2024.12,主持,结题;

6、中国博士后科学基金特别资助,2022.08-2024.05,主持,结题;

7、山东省自然科学基金青年项目,2021.01-2023.12,主持,结题;


文章信息:


上述研究成果发表于国际权威期刊《Nature Communications》。中国地质大学海洋学院王星星副教授文章第一作者,孙启良教授为论文通讯作者。该项研究得到了国家自然科学基金优秀青年项目、面上项目、崂山实验室科技创新项目、中国地质调查局海洋地质调查项目等联合资助与支持。

论文发表:

Xingxing Wang, Vittorio Maselli, Luca Flessati, Hongbin Wang, Zhilei Sun, Qing Wang, Jie Chen, Qing Li, Stefano Alberti, Markus Kienast, Shucheng Xie & Qiliang Sun, Preconditioning of sediment failure by astronomically paced weak-layer deposition. Nature Communications.


点击文末“阅读原文”可查看相关原文。











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【声明】内容源于网络
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