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1.研究地球表面水从何而来的新进展
（1）研究表明地球海洋的水是土生土长形成的。 [1] 2010年12月1日，《科学时报》报道，美国麻省理工学院地质学家埃尔金斯·坦顿负责的研究小组，在一篇论文中报告称，他们的研究表明，地球供给了自己所需的水，这些水是从形成这颗行星的岩石中渗漏而来的，也正是由此而土生土长出地球海洋。
地球上的海洋到底来自何方？天文学家长期以来一直宣称，冰彗星和小行星在大约39亿年前结束的一个狂轰滥炸的时期内，将其所携带的水送到了地球上。坦顿对此持有异议，她领导研究小组经过深入探索，终于获得了上述的新发现。这项发现，或许有助于解释为什么地球上的生命出现得如此之早，并且它可能意味着其他岩石世界正在被汪洋大海所淹没。
我们的星球一直得到了水的庇护。结合而形成地球的碎石中含有痕量的水。然而科学家并不相信这足以形成今天的海洋，因此他们曾关注于地球水供给的外星起源，但坦顿并不认为研究人员需要找那么远。
为了给出充分的理由，坦顿对地球的陨石库，即一种相对于地球基本成分的有用的类似物，进行了一次化学与物理分析。她随后把数据加入一个早期类地球行星的计算机模型中。她的模型显示，在冷却并凝结为海洋之前，熔岩中大比例的水将迅速形成一种蒸汽大气。这一过程将持续几千万年的时间，意味着海洋早在44亿年前便开始在地球上搅动。即使在地幔中只有少量的水，就算比撒哈拉沙漠的沙子还要干，也足以形成几百米深的海洋。
太空生物学家一直惊讶于地球上的生命进化何以如此迅速——在地球形成6亿年后，或者说39亿年前。坦顿研究小组的发现，或许有助于解释其中的原因。美国华盛顿州立大学的太空生物学家舒尔策·马库奇表示：“如果海洋在形成月球的碰撞（约44.5亿年前）后不久便存在了，将有更多的时间可以用于生命的进化，并且这将能够解释，为什么当我们在岩石记录中找到生命的第一个痕迹时，它已经相当复杂了。”
（2）建立新模型分析地球海洋及江河湖泊水的来源。 [2] 2023年4月，美国加州大学洛杉矶分校和卡内基科学学会联合组成的一个研究团队，在《自然》杂志上发表论文称，他们参考太阳系外行星的资料，通过建立新模型分析发现，地球上的水，可能是原始大气里的氢气与地表的炽热熔岩相互作用产生的。
研究人员说，这一过程足以解释地球为什么拥有如此之多的水，还可以解释地球的另一些特征，比如地幔高度氧化、地核密度偏低。
根据当前理论，地球这样的岩质行星诞生于幼年恒星周围的尘埃盘中，固体物质构成的小型结构“星子”互相撞击、融合，逐渐成长为行星。撞击能量和放射性元素释放的能量使刚刚诞生的地球表面覆盖着熔岩海洋，逐渐冷却后形成金属质核、岩石地幔和地壳的结构。
人类迄今已发现多颗太阳系外岩质行星，对这些行星的研究显示，岩质行星刚诞生时，原始大气中富含氢分子可能是一种普遍现象。研究人员在此基础上开发出新模型，涉及25种化合物以及它们之间的18种化学反应，模拟原始大气与熔岩海洋之间的相互作用。
模型显示，该过程会产生大量的水，并导致地幔中的硅酸盐岩石氧化。一部分氢随着金属沉入地核，导致地核密度比理论上的铁质核要低。即使聚集形成地球的固体物质完全不含水，也不会妨碍地球成为一颗富含水的行星。
研究人员说，这只是地球演化的一种可能情景，但该研究把地球演化历程与常见的太阳系外行星联系起来。他们希望，随着观测手段进步，人们将可深入研究太阳系外行星大气的演变，确定更可靠的“生命印记”指标，帮助寻找地外生命。
2.研究地球内部是否存在水的新发现
研究表明地球内部存在着一个“隐藏的海洋”。 [3] 2014年6月12日，美国新墨西哥大学和西北大学地球物理学家组成的一个研究小组，在《科学》杂志上发表论文说，地球内部可能存在着一个水量相当于地表海洋总水量3倍的“隐藏的海洋”。这一发现，也许有助于解释地球上海洋的水从何而来。
论文指出，这一“隐藏的海洋”位于地球内部410～660千米深处的上下地幔过渡带，其水分并不是我们熟悉的液态、气态或固态，而是以水分子的形式存在于一种名为林伍德石的蓝色岩石中。
研究人员利用遍布全美国的2000多个地震仪，分析了500多次地震的地震波。这些地震波会穿透包括地核在内的地球内部，由于水会降低地震波传播的速度，研究人员可以据此分析地震波穿透的是什么类型的岩石。结果表明，就在美国地下660千米深处，岩石发生部分熔融，且从地震波传播速度减缓来看，这是可能有水存在的信号。
与此同时，研究人员在实验室中合成上下地幔过渡带中存在的林伍德石，当模拟地下660千米深处的高温高压环境时，林伍德石发生部分熔融，就像出汗一样释放出水分子。
西北大学教授史蒂文·雅各布森说：“我想我们最终找到了整个地球水循环的证据，这或许有助于解释地球地表大量液态水的存在。几十年来，科学家一直在寻找这一缺失的深层水。”地球上水的来源有多种说法，一些人认为是彗星或陨石撞击地球带来的，也有人认为是从早期地球的内部慢慢渗透出来的。新发现为后一种说法提供了新的证据。
2014年3月，加拿大艾伯塔大学研究人员在《自然》杂志上报告说，他们首次发现了来自上下地幔过渡带的一块林伍德石，其含水量为1.5%，从而证明有关过渡区含有大量水的理论是正确的。
1.用三维视角考察研究海洋的新进展
开发出覆盖全球海洋的最精细三维海洋图。 [4] 2016年12月16日，美国地球物理学会在加利福尼亚州旧金山召开的一次会议上，美国地理信息系统公司首席科学家道恩·赖特，与美国地质调查局生态学家罗杰·塞尔一起负责的海洋生态单位项目国际研究团队，报告了一项研究成果，他们开发出一张新的三维地图，从深而寒冷的极地海域到缺氧的黑海，把全球水体分成37个类别。
新的三维地图，将具有相似温度、盐度、氧气和营养水平的海洋地区组合在一起。它刚刚问世几个月，研究人员仍在研究如何使用它。但开发该三维地图的国际团队，希望它将帮助环保主义者、政府官员和其他人，更好地了解海洋生物地理学信息，以及做出保护海洋的决策。它同时还可以作为分析未来海洋变化的一条具有丰富数据的基线。
许多现有系统也试图对海洋变化进行分类，例如大的海洋生态系统列表和朗赫斯特生物地理省份（由海洋生物消费碳的速度所定义）。但这些系统往往局限于海表或海岸生态系统。而最新的工作，被称为海洋生态单位，是迄今为止，在3个维度上覆盖全球海洋的最详细的尝试。
海洋生态单位，能够帮助解释海洋生物为什么在那里生活。在东部热带太平洋海域，三维地图展现了富含氧气的海水与缺乏氧气的海水之间的一种复杂相互作用。在某些点上，低氧区的边界在向海洋表面移动，而在其他一些区域则向更深处倾斜。
海洋生态单位的产生，是在陆地上使用类似绘图技术的一项计划的第二步。政府间地球观测组织曾要求塞尔率领一支队伍对陆地生态系统进行分类。塞尔表示，接下来，研究人员便将他们的目光从陆地转向了海洋：“它就像生态系统在全世界的映射。”
研究人员从由美国国家海洋与大气管理局负责的，世界海洋地图集中的5200万个数据点入手。它们包括了每隔27千米采集的化学和物理参数信息，并由此形成了一个三维网格。在此基础上，研究人员添加了其他数据，例如海底形状，并利用统计学技术，把最终的结果划分为不同的类别。
2.考察研究海洋深渊区域的新发现
发现海洋深渊里存在着一条生物分隔带。 [5] 2023年7月24日，英国国家海洋学中心西蒙·莱多及其同事组成的一个研究小组，在《自然·生态与演化》杂志上发表论文称，他们发现海面下超过4000米的地方，存在一个特殊的过渡区，它把深海生物体按照不同类型分隔开来。在这个过渡带上方大量生活着带壳动物，而其下方的深渊深处则主要由软体动物占据。
海洋的深渊区域是地球上面积最大的生物栖息地，占到地球表面积的60%以上，但也是人类探索最少的区域。这个区域位于海面下3000～6000米，阳光无法穿透，温度在0.5～3℃之间，生物体必须调整适应这里的极端压强。虽然之前认为深海的物种数量比浅层生态系统的少，但我们一直不清楚深渊区域内的生物多样性有哪些变化。
该研究小组分析了生活在海底附近，大小超过10毫米的5万多种动物数据。这些数据，来自太平洋克拉里昂—克利珀顿区，通过整理12次深海科考中拍摄的照片而形成。由此，他们发现了两个截然不同的深海动物区：深度3800～4300米的浅层深渊区，主要被软体珊瑚、海星的近亲海蛇尾，以及带壳软体动物占据。深度4800～5300米的深层深渊区，主要被海葵、玻璃海绵和海参占据。这两个区域的中间过渡带由两个群落的混合生物组成。
研究人员发现，生物多样性在这些过渡带保持不变，而不是一般认为的生物多样性会随深度增加而减少。深渊的这种明显分带，可能是由碳酸盐补偿深度引起的：海水中碳酸钙达到不饱和的临界点，以及动物外壳的形成开始变为不利的条件。他们指出，气候变化和海洋酸化或会改变这条分隔带，而加上深海开采的影响可能会使其成为一个脆弱的生态系统。
1.考察研究西太平洋地质的新进展
（1）“科学”号科考船在西太平洋获取大量科研样本。 [6] 2015年2月16日，新华网报道，正在西太平洋雅浦海沟附近海域执行科考任务的“科学”号科考船，15日结束本航次岩石拖网项目作业，从2500～3500米水深获得数百公斤珍贵的玄武岩和珊瑚礁等样本。
经岩石拖网项目负责人张国良初步分类鉴定，成功“捞”得的三网样本，主要由几百块大小不一的玄武岩组成，还有珊瑚礁、火山浮岩、钴结壳等。
张国良介绍道，本次采样区在卡洛琳海底高原和高原裂开形成的海槽内，是卡洛琳海岭、帕里西维拉海盆及马里亚纳岛弧的三联点。这一特殊的构造地貌单元普遍分布着岛弧火山岩和板内火山岩。由于卡洛琳洋底高原的裂解，这里还可能分布着由于板块撕裂而剥离出来的地幔岩。
张国良说：“玄武岩来自地幔，其矿物组成和化学成分记录了来自地球深部的信息，是大洋岩石圈演化过程最直接的证据。通过对火山岩，尤其是大洋玄武岩的研究，进行年代学和地球化学分析，可以推断地幔的演化和海山形成的原因。”
拖网项目成员罗青则把太平洋比作一锅“海底捞”。他说：“这个很‘有年头儿’的‘锅’，可以追溯到3000万年前的渐新世。”据罗青介绍，这个“锅”自地球形成初期就不断发生变化，形成了海盆、海脊、海山、海沟等复杂的地形地貌，其起源和演化与整个大洋的演变息息相关。
（2）提出西太平洋板块俯冲起始、发育与成熟新模型。 [7] 2022年2月，中国科学院广州地球化学研究所李洪颜研究员、中国科学院徐义刚院士和李翔博士，以及美国南佛罗里达大学杰弗里·赖安教授、西北大学张超教授等组成的研究小组，在《自然·通讯》上发表研究成果，提出了西太平洋板块俯冲起始、发育与成熟新模型。
板块构造理论是固体地球科学的基石，虽然它的提出已经超过了50年，但是板块俯冲如何开始、发育与成熟这一关键科学问题，仍然没有得到很好的解答。此前研究认为，西太平洋伊豆—小笠原—马里亚纳俯冲带的形成，是地球上自发式起始俯冲的典范，表现为太平洋板块在重力作用下的垂向下沉。
研究人员分析了钻取的小笠原群岛弧前玻安岩的B-Sr-Nd-Pb-Hf同位素和主—微量元素，识别出早期形成的低硅玻安岩源区含有俯冲太平洋板块下洋壳辉长岩的熔体，无沉积物和蚀变玄武岩贡献，而晚期形成的高硅玻安岩源区却含有沉积物和蚀变玄武岩的流体。
该研究揭示出伊豆—小笠原—马里亚纳板块俯冲，起始表现为太平洋板块侧向挤入到原菲律宾板块之下，而非之前认为的垂向下沉。新的研究揭示，最早期的低角度俯冲，导致俯冲板块表面的沉积物和蚀变玄武岩，被刮削增生到初生海沟位置。因此，最早发生熔融的板块物质是下洋壳辉长岩（熔融温度900～950℃），当高角度俯冲开始，增生楔物质被俯冲，但是因为俯冲板块与初生地幔楔界面温度降低，新俯冲的沉积物和蚀变玄武岩无法发生熔融，仅能发生脱水（最高温度780～840°C）交代低硅玻安岩残余地幔，并激发其进一步熔融形成高硅玻安岩。
伴随俯冲带的进一步发育，新的俯冲板块物质被源源输入，初生地幔楔被降温，岩浆活动向西跃迁80千米至向岛和哈哈岛之后，岛弧发育成熟。研究发现，初始俯冲板块熔融-脱水过程无蛇纹岩的贡献，明显区别于成熟岛弧。在成熟岛弧，俯冲板块在弧前深度低温脱水导致上覆地幔蛇纹岩化，蛇纹岩化地幔被俯冲侵蚀进入深部俯冲隧道（大于80千米），蛇纹岩分解释放流体导致弧火山作用。
该研究表明，伊豆—小笠原—马里亚纳起始俯冲，可能是全球板块构造调整背景之下的被动产物。
（3）在西太平洋获取海底大地电磁长期观测数据。 [8] 2023年7月，有关媒体报道，中国海洋大学海洋地球科学学院海洋电磁探测技术与装备研究团队，自主研制的海底电磁采集站在西太平洋成功完成海底大地电磁长期观测，这标志着我国海洋电磁装备研制达到国际先进水平。
2022年11月，该研究团队完成自主研发的5台海底电磁采集站投放工作，最大座底深度为5040米，并于2023年4月成功完成所有采集站的回收，获得高质量的长期观测数据。这是我国首次在水深超过5000米的海域成功获得海底大地电磁数据，填补了国内海洋电磁探测深海进入能力的一个空白，为海洋电磁装备进一步走向深海勘探奠定坚实基础。
研究人员说，将加快对获得的数据进行分析、处理和反演解释，及时为西太深部地质结构研究提供新的电性信息。
研究团队表示，下一步将继续以国家重大需求为牵引，聚焦国家重大战略，瞄准关键核心技术攻关，发挥“多学科高度交叉融合”赋能优势，持续创新研发海洋电磁高端装备，为深海资源勘探、海底深部结构和岩石圈壳幔结构研究提供重要支撑。
2.考察研究太平洋西南部地质的新发现
发现太平洋西南部碧波下隐藏着一个新大陆。 [9] 2017年2月20日，《中国科学报》报道，新西兰地质与核科学研究所地质学家尼克·莫蒂默负责，他的本国同事，以及澳大利亚和新喀里多尼亚的相关学者组成的研究小组，在《今日美国地质学会》上报告称，他们发现，在太平洋西南部一望无际的碧波下，隐藏着一个不为人知的区域：西兰大陆。
地球物理学数据显示，西兰大陆的面积约为500万平方千米，相当于澳大利亚的2/3。该大陆只有3个主要陆块，即南边的新西兰北岛和南岛及北边的新喀里多尼亚，其中94%淹没在水下。
研究人员表示，西兰大陆是一个单独的地理实体，符合适用于地球上另外几个大陆的所有标准：高于周边区域、与众不同的地质状况、界线分明，以及比大洋底部厚得多的表层。
莫蒂默说；“如果可以让大洋消失，大家就会清楚地看到那里有山脉和一片高耸的大陆。”10多年来，莫蒂默和同事一直致力于探索西兰大陆的秘密。他们借助谈话、流行书籍和文章及论文收集资料。数据显示，西兰大陆曾是冈瓦纳古陆的一部分，约占冈瓦纳古陆面积的5%。西兰大陆约在1亿年前从冈瓦纳古陆分离，随后于约8000万年前与澳大利亚大陆分家。
但目前还没有国际机构负责指定官方大陆，因此研究人员只能希望西兰大陆被公认为地球大陆的一部分。可以想见，在学界对此达成一致前，还会有无数争论。澳大利亚莫纳什大学地质学家彼得·卡伍德说：“这样把西兰大陆称为一个大陆有点像集邮。”
不过，该研究小组表示，把西兰大陆定义为一个大陆，科学意义远不止在大陆名单中增加一个名字，而是证明了一个大陆可以被淹没但仍保持完整，这有助于探索陆壳的内聚力与分裂。
3.考察研究太平洋下方地质的新进展
绘出太平洋下方最大尺度超低速带三维结构。 [10] 2022年2月24日，中国科学技术大学孙道远教授与瑞士伯尔尼大学行星专家丹·鲍尔主持的一个国际研究团队，在《自然·通讯》上发表论文称，他们在地球核幔边界大尺度超低速异常体结构研究领域取得重要进展，获得了太平洋下方迄今为止所发现的最大尺度超低速带的三维结构。
地球核幔边界广泛分布着超低速带，它是核幔边界存在的一种结构异常。大多数现有观察到的超低速带，聚集在下地幔大尺度低速体的边缘，其详细特征在地球演化研究中具有特殊意义。
已有研究指出，太平洋下地幔大尺度低速体的北部边界存在超大尺度柱状超低速带，但由于缺乏南—北方向数据，该超低速带的位置、大小等信息尚不清楚。2016年以来，随着阿拉斯加地区地震监测台站数量不断增加，利用南—北、东—西两个方向地震数据来“绘出”该区域内大尺度低速体的边界与超低速带三维结构成为可能。
研究团队通过对两个方向不同地震波的测量，确定太平洋大尺度低速体北部边界处的高度约900千米、大尺度低速体内部的横波速度扰动，以及大尺度低速体向北倾斜的边界特征。他们进一步利用波形拟合的方法，得到超大尺度超低速带的三维结构，其尺寸约1500千米×900千米，高度约50千米，S波波速降为10%。根据超低速带内部的横纵波速度扰动比值，研究人员认为它是由化学异常所造成。
结合大尺度低速体、超低速带及古老俯冲板片的位置关系，研究团队对超大尺度超低速带的形成提出假说，认为太平洋大尺度低速体的北部边界处存在长期稳定由俯冲板片主导的水平地幔汇聚流，小尺度的超低速带在地幔流的作用下，不断在大尺度低速体的边缘处累积，最终形成现在探测到的超大尺度超低速带。同时，由于地幔流的作用，大尺度低速体也形成了向北倾斜的形态。
相比之下，太平洋大尺度低速体东北缘探测到的小尺度超低速带，是剪切地幔流将大尺度超低速带不断破碎化所造成，而其中导致的强烈的热不稳定性可能会触发地幔热柱的产生，因此夏威夷热点下方地幔热柱的起源更可能来源于大尺度低速体东北部边界。
研究团队的假说，与动力学研究结果有很好的相关性。这一成果，显示了更精确的地震图像，对认识地球下地幔动力学过程具有重要意义。
1.调查研究南海深海沉积物的新进展
（1）建成全球先进的南海深海沉积物观测系统。 [11] 2017年2月20日，新华社报道，深海沉积物是地球表层系统演化重要的信息载体，为了加强研究深海沉积现象，经过多年努力，我国已在南海建立起全球先进的深海沉积物观测设施，并已取得一些重要研究成果。
南海是西太平洋地区最大的边缘海，濒临亚洲大陆，每年要接受数亿吨周边河流的沉积物，加之西太平洋深层水贯入的长期影响，在南海深海形成复杂和活跃的底层海流搬运和沉积作用，使南海成为开展深海沉积过程研究的理想场所。
目前，我国在南海东北部已建成全球先进的深海沉积动力过程综合观测系统。这套系统由同步观测的12套综合锚系和1套海底三脚架组成，锚系长度在1000～3300米之间，水深主要分布在1500～3900米范围内，主要观测南海的深海海流温度、盐度、流速、混合强度等参数，并收集深海里的悬浮沉积物样品。目前，它已成为我国科学家持续开展深海沉积学研究的野外实验室。
同济大学海洋地质国家重点实验室刘志飞教授负责的研究团队，通过在这里长时间的深海锚系观测，已证实等深流在南海北部海盆长期存在，在国际上第一次定义深海等深流的速度结构及其季节性变化。他们发现海表生成的中尺度涡，能够穿透数千米水层，与等深流一起，共同对深海沉积物远距离搬运起到关键作用。
他们还鉴别出南海存在两种典型的深海峡谷，分别是浊流频繁活动的“高屏海底峡谷”和沉积动力相对安静的“福尔摩萨海底峡谷”，发现高屏海底峡谷长年频发的浊流事件是由途经台湾的台风引起的。
每当超强台风登陆台湾，台风带来的超强降雨，将台湾大量沉积物通过河流灌入南海，从而沿高屏海底峡谷以浊流形式进入深海，是南海的深海物质侧向搬运最重要的过程。这些研究是深水沉积过程观测实验的先驱性工作，大大推进了我国南海深海沉积学发展。
该研究团队参加的南海大洋钻探活动，就是要追溯南海在数千万年前开始形成至今的深海沉积过程，探索深海沉积如何记录南海周边大陆和岛屿的沧海桑田演变，通过与现今沉积动力过程观测的直接对比，从而提取南海深海沉积中的地区性特征和全球性普适规律。
（2）南海深海沉积物钻探顺利完成首个钻孔任务。 [12] 2017年2月21日，新华社报道，由我国科学家主导的本次南海深海沉积物钻探顺利完成首个钻孔任务，科学家基本摸清了钻孔位置800万年以来的海底沉积特点和规律，为即将开展的基底岩石钻探奠定了良好基础。
来自中国、美国、法国、意大利等国家的33名中外科学家乘坐美国“决心”号大洋钻探船，于2月14日抵达北纬18.4度、东经115.9度的目标钻探海域，开始进行本次南海深海沉积物钻探。旨在钻取南海基底岩石，探寻大陆如何破裂、陆地为什么会变为海洋的科学之谜，检验国际上以大西洋为蓝本的非火山型大陆破裂理论。
本次南海深海沉积物钻探的首个钻孔编号为U1499A，水深在3770米左右。连日来，“决心”号用先进的APC、XCB等钻探取样设备，共钻取了71管海底沉积样品，钻孔深度为659.2米。目前，“决心”号上的中外科学家，已对首个钻孔沉积样品的形成年龄、沉积速率、岩性等进行了初步研究。古生物与古地磁的研究均判断，首个钻孔的沉积样品最早是800万年前沉积的。
首个钻孔只有最上面的48米是深海软泥样品，属于“平静有序”的典型深海沉积；48米以下的绝大部分沉积样品则“动荡无序”，反映了800万年以来，南海海底大部分时间都处于惊心动魄的风云变幻状态，海底滑坡、深海浊流、远距离搬运、生物扰动等事件频发。其中有两段最动荡的时期，分别在海底形成了厚达70～100米、延伸达数百千米的砂层。
2.研究分析南海下部地幔的新进展
首次揭示南海下部地幔的性质及作用。 [13] 2018年3月10日，中国科学院海洋研究所张国良研究员为第一作者的研究团队，在《地球与行星科学快报》网络版上发表论文称，他们利用南海钻探获得的岩芯，开展地球化学研究，首次揭示了南海地幔具有印度洋型特性，且南海的东、西两个次海盆具有明显不同的地幔性质，阐明这种特性是来自海南地幔柱和大陆裂解过程中的地壳混入双重作用的结果，并认为海南地幔柱对南海的打开具有重要推动作用。
由于南海底部有一层上千米厚的沉积层，长期以来，南海的基底甚至不为人所知。这就类似脸盆中有一层沙子，如果不拨开沙子，则无法知道脸盆的硬底材料是什么。国际大洋发现计划349航次利用大洋钻探船，首次在南海钻透了上千米的沉积层，终于获得了海盆的硬底地质材料玄武岩。这些玄武岩是南海海底扩张时期由于火山作用而形成，携带了关于南海下部地幔组成的重要信息。
研究人员认为，我国的海南岛下部可能存在一个超深来源的“热柱”，在地球科学中被称为地幔柱。这个来自深部的地幔柱具有异常高的温度和特殊的化学组成，如果地幔柱出现在大陆下部，可能会将大陆“拱”裂，并改变原来地幔的化学组成。如果海南下部真的存在这样一个“热柱”，有没有可能影响到南海打开过程，以及南海下部的地幔组成？这些问题可以从钻探获得的玄武岩中得到答案。
通过分析南海海底玄武岩的化学组成，研究团队认识到：南海东、西两部分的下部地幔组成差异很大，而且在同位素组成上都属于印度洋型地幔。为了揭示南海为何存在印度洋型地幔，以及为何两个次海盆之间存在不同的地幔演化历史，该团队模拟了海南地幔柱和大陆下地壳对亏损上地幔组成的影响。结果发现，南海东部的地幔含有“热柱”组分达40%，而南海西部的地幔含有大陆地壳组分。研究最后提出一个南海初始裂解过程的模型：新生的海南地幔热柱在南海打开过程中可能起到助推作用，海南地幔柱不仅混入到南海下部的地幔，而且可能曾“烘烤”着大陆，并将大陆地壳卷入到南海的地幔中。
2019年3月10日，新华社报道，我国“探索”一号科考船，搭载“深海勇士”号载人潜水器，历时121天，航行17000余海里，圆满完成我国首次覆盖西南印度洋和中印度洋的TS10深潜科考航次，于当天返回海南省三亚市。
本航次由中国科学院深海科学与工程研究院牵头，组织对西南印度洋和中印度洋进行深潜科考。自2018年11月10日开始，于2019年3月10日结束，共完成5个热液区及2个异常区的深海水下实地勘察，获得大量高质量、高分辨率的海底热液活动视像资料，采集了丰富的热液流体、硫化物、基岩及热液大生物样品，取得了一批具有重要科学价值的深海热液科考成果，为深入研究现代海底热液流体系统的物质循环、生命演化和适应机制及生态环境效应，提供了重要基础数据和样品。
在本航次中，“深海勇士”号在高海况、海底地质环境复杂的西南印度洋和中印度洋热液区，共下潜作业62次。其中，2018年12月在西南印度洋单月下潜作业25次，刷新了中国载人深潜史单月下潜作业次数的新纪录。在位于高海况的西南印度洋西风带完成了连续15次下潜作业，实现了6～7级海况下的安全回收，多次完成了夜间作业，完全具备了应急连续下潜的能力。
“深海勇士”号在地质环境复杂、多变的热液区海底，多次完成原位监测设备的水下布放与回收，成功实现了海底丢失潜标的追踪；完成了一款国产深海成像声呐和二款万米机械手的海底试验，验证了高精度的水下搜寻、搜救作业和深海水下试验能力。一系列成果和新数据书写了中国载人深潜新历史，本航次的完成，标志着我国载人深潜运行和维持能力大幅提升，达到了国际先进水平。
1.考察北冰洋区域范围的新进展
我国北极科考队成功到达北极点进行科学考察。 [15] 新华社报道，2010年8月20日15时38分，我国北极科学考察队成功到达北极点，并随后进行科学考察作业，创造了我国历次北极考察队到达北冰洋最北的考察纪录。
当天上午，科考队乘坐“雪龙”号极地科学考察船到达北纬88度22分、西经177度20分地点。在进行第6个“短期冰站”和海洋考察站作业的同时，考察队领队吴军和首席科学家余兴光，率12名考察队员分两批乘“海豚”直升机成功抵达北极点。五星红旗和考察队队旗在北极点冰面上飘扬。
考察队员在北极点冰面上进行了冰浮标布放、温盐深剖面探测仪观测、海冰和海水样品采集与生态学观测，获取了0～1000米水深的温盐资料、3根冰芯样品和一批海水样品，沿途同步进行了海冰分布观测，为本次考察海冰快速变化和海洋生态系统响应综合研究，采集了重要的科学数据。
本次北极科学考察队到达北极点进行科学考察作业，使我国对北冰洋的考察范围延伸到地球的最北端，说明我国的北极科学考察能力在不断提升。
2.考察研究北冰洋水体的新进展
研究揭示北冰洋水体由淡变咸的原因。 [16] 2017年6月，德国阿尔弗雷德·韦格纳研究所一个研究小组，在《自然·通讯》杂志上发表论文称，几千万年前，北冰洋是一个巨大的淡水湖，与咸水海洋隔绝。他们发现，格陵兰与苏格兰之间的陆桥沉到水下约50米深处之后，北大西洋的海水才开始大量注入北冰洋，导致它的水体由淡变咸。
目前，格陵兰与苏格兰之间是开阔的水域，连接着北冰洋与北大西洋，但几千万年前这里是一片陆地。此外，现在的白令海峡当时也位于海面之上，隔开了北冰洋与北太平洋。
地球的板块运动，使格陵兰与苏格兰之间的陆桥沉到水下，北冰洋才有了第一个连接海洋的通道。研究人员说，他们模拟了陆桥逐渐沉到水下200米深处的情形，该过程可能历经数百万年才完成。结果显示，来自北大西洋的含盐海水，并不是一旦有通道就立即大量注入北冰洋，必须要求陆桥沉到水下50米左右后才能顺畅地流入，这正是海洋混合层的深度。
由于各处温度、含盐量、密度等差异，海洋水体有着分层结构。在靠近海洋表面的某个位置，海水受到水流、蒸发等多种因素影响，会形成比较均匀的一层，称为混合层。研究人员说，混合层的深度非常关键，海水流动通道达到这个深度之后，北冰洋才真正开始变咸。
北冰洋与大西洋之间出现通道，改变了地球中纬度到高纬度海域的热量流动，对全球气候有着深远影响。当年的陆桥如今已经沉到水下500米深处，只有冰岛区域还在水面之上。
3.考察调查北冰洋地貌的新发现
在北冰洋地貌考察调查中新发现五个岛屿。 [17] 2019年10月，据俄罗斯卫星网报道，俄罗斯北方舰队水文服务部主管阿列克谢·科尔尼斯表示，北方舰队在北冰洋的综合考察中，于新地岛的维塞海湾发现5个岛屿，它们可以透露许多关于地球生命起源的信息。
科尔尼斯称：“新地岛维塞海湾发现的5个岛屿，其中两个非常小，只有900平方米。现在很难评判这些岛屿的价值及存在期限。这些岛由碎片材料组成，而冰川移动时，会碾碎所有下方物体。”
他指出，考察团内的水文地理学家推测，这些岛10年内就会被毁。不过，科尔尼斯认为，由于海湾“隐蔽性好”，这些岛有可能会存在很久。
水文地理学家解释说：“如果有人研究这些岛如何形成并存在，是极其有益的，基于这些研究可以得出地球上如何产生生命的结论。”他认为，新的岛屿形成时间很近，大概就在2014年冰川移动的时候。
这位学者还指出：“我对那里现在的情况进行了观察：先是出现藻类，一些地方已经开始形成腐殖质层，然后出现鸟类和植物，我们已经在那里发现了被北极熊撕碎的海豹的遗骸。如果这些都保持下去，岛屿也就能存在下去。”
2021年6月8日，美国哥伦比亚广播公司报道，在世界海洋日当天，美国国家地理学会宣布，南极洲周围海域将被称为南大洋，并正式承认南大洋为地球第五大洋。
美国国家地理学会表示，自从1915年美国国家地理学会开始绘制地图以来，已经确认了世界上有四大洋：大西洋、太平洋、印度洋和北冰洋。
南大洋是海洋生态系统的重要家园，也是南半球的焦点。它直接包围着南极洲，从大陆的海岸线一直延伸到南纬60度。海洋的边界，与地球上存在的其他四个大洋中的大西洋、印度洋和太平洋相连。
但南大洋与其他大洋的不同之处在于，它在很大程度上不是由周围的陆地决定的，而是由于内部有一股洋流，这片水域很独特。美国国家地理学会在其杂志上表示，这股洋流估计大约有3400万年的历史，使南大洋的生态如此独特，为数千种物种提供了独特的栖息地。
2021年早些时候，美国国家海洋和大气管理局也承认了南大洋的称号，美国地理名称委员会自1999年以来便承认了南大洋。但是，美国国家地理学会在声明中表示，世界各地的科学家多年来一直在试图确定一个官方名称。美国国家地理学会称，南大洋将受到和四大洋一样的待遇，将被收录在世界大洋科普书中。
1.考察研究南大洋冰山的新发现
（1）确认在南大洋形成世界最大冰山。 [19] 2021年5月20日，新华社报道，总部设在法国巴黎的欧洲航天局19日发布新闻公报说，一座巨型冰山从位于南大洋威德尔海的龙尼陆缘冰断裂，成为目前世界上最大的冰山，面积约4320平方千米。
根据公报，这座冰山由英国南极调查局发现，并由美国国家冰中心利用欧洲“哨兵-1”卫星近期拍摄的图像确认。
公报说，该冰山被命名为A-76，长约170千米、宽约25千米。它的面积超过同样位于威德尔海的A-23A冰山，成为目前世界最大的冰山。A-23A是此前最大的冰山，面积约3880平方千米。
“哨兵”系列地球观测卫星，是欧盟委员会和欧洲航天局共同倡议的“全球环境与安全监测系统”（ 又称哥白尼计划 ）重要组成部分，目的是帮助欧洲监测陆地和海洋环境，并满足其应对自然灾害等安全需求。不同组别的“哨兵”卫星有不同观测功能。
“哨兵-1”系列卫星由两颗极地轨道卫星组成，借助C频段合成孔径雷达成像技术，全天候收集并传回数据，以实现对南极洲等偏远地区的全年观测。
（2）发现南大洋又形成一座面积接近伦敦的冰山。 [20] 2023年1月23日，英国广播公司报道，英国南极调查局当天报告说，一座面积接近英国大伦敦地区的巨大冰山，22日从考察处附近的布伦特冰架脱落，进入南大洋水域。这是两年内第二座巨大冰山从布伦特冰架脱落。
据法新社报道，这座冰山面积约1550平方千米，而大伦敦地区面积约1577平方千米。依照英国南极调查局的说法，新冰山的形成属于“裂冰作用”这一自然过程，不能将其归因于气候变化。不过，气候变化的确在加速北极和南极部分地区的海冰流失。
冰山的形成过程又称裂冰作用，成因或是海浪或风向的作用，或是较大冰山的碰撞，或是冰架自身过大，以致在与海洋交界处无法支撑。
布伦特冰架厚150米。十来年前，研究人员首次发现冰架上出现巨大裂缝，此后陆续发现若干大裂缝。其中三条最大裂缝分别名为“1号裂缝”“万圣节裂缝”和“北裂谷”。“北裂谷”是三条裂缝中最新出现的一条。
英国南极调查局研究人员表示，他们早就为冰山“降生”做好准备。英国哈雷科考站每天监测布伦特冰架状况，没有受到最新这次冰山脱落的影响。据报道，下一步，研究人员将经由分析卫星图像，判断布伦特冰架剩余部分是否存在不稳定情况。
2.研究南大洋附近冰盖的新发现
研究表明南极海床反弹或能延缓冰盖崩塌。 [21] 2018年6月22日，美国科罗拉多州立大学地震学家里克·艾斯特、俄亥俄州立大学极地地质学家特莉·威尔珣等参加，丹麦技术大学地球物理学家瓦伦蒂娜·巴列塔领导的一个国际研究团队，在《科学》杂志上发表研究成果称，他们记录了一个可能减缓南极冰盖崩溃的过程。随着冰盖融化，地壳的负荷变得越来越轻，从而使西南极洲的海底岩床迅速上升。
在未来的一个世纪里，海底岩床可能会上升8米，从而有可能保护冰层不受温暖海水的影响，因为海冰会从下面开始融化。艾斯特说：“这可能会让全世界多了几十年的喘息时间。”
海底岩床属于地壳，是一层很薄的岩石圈，下方是熔融状态的地幔。地壳在冰川的重压下会凹陷，压力减轻时会“回弹”，“回弹”速度取决于地幔的黏性。
巴列塔说：“地球的反应就像一个记忆泡沫床垫。一旦冰盖融化，一些反弹就会立即发生。但有的地方要慢一些，这是因为深层地幔的黏性岩石需要逐渐适应较轻的负担。”
为了测量这种反弹的趋势，巴列塔和她的同事利用6个GPS传感器，追踪高度的微弱变化。他们把这些传感器固定在阿蒙森海周围的无冰基岩上，这里是西南极洲冰盖融化的中心，其中包括迅速消退的特怀特和松岛冰川。负责布置传感器工作的威尔珣指出，2010—2012年，在传感器被部署后不久，研究团队就注意到它们正在迅速上升。但她花了2～3年时间才意识到这一点。
新的观测结果虽然显示相关区域融冰数量高于预期，但也预示着西南极冰盖会比预期的更稳定，可能不至于彻底消融。研究人员利用卫星数据分析了西南极地区阿蒙森海湾底部地质特征，得出了上述结论。
全球气候变暖正使西南极冰盖迅速融化，岩床负重减轻。卫星观测显示，阿蒙森海湾底部岩床正在最快以每年4.1厘米的速度上升。研究人员据此计算出，此处地幔的黏性比全球平均值低得多，岩床会在几十年到几百年的尺度上显著“回弹”，而不是通常预计的1万年。
南极冰盖分为东南极冰盖和西南极冰盖。与完全覆盖在陆地上的东南极冰盖相比，西南极冰盖有一部分位于海中，对气候变化更为敏感，一些学者认为它会在不久的将来彻底消融。新研究显示，随着岩床加速回升，在冰盖漂浮部分与接地部分的分界线，即“接地线”一带，海水会变浅，冰盖接地的斜坡会变得平缓，这都有利于冰盖保持稳定。
人类活动正使地球快速升温，对冰川造成严重威胁。研究人员说，尽管新研究显示了积极变化的空间，但如果气候变暖极端化，西南极冰盖仍会消失，导致全球海平面大幅上升。
1.我国对南大洋展开的综合科考
（1）刷新全球科考船在南极海域到达的最南纪录。 [22] 2017年2月6日，《光明日报》报道，我国第33次南极科考队搭乘的“雪龙”号科考船，日前行驶到南纬78°41′罗斯海水域。这是“雪龙”号在南半球到达的最高纬度，也刷新了全球科考船在南极海域到达的最南纪录。
罗斯海是南半球最高纬度的边缘海，也是船舶所能到达的地球最南部海域。随着近年来罗斯冰架东部前缘崩解后退，鲸湾岸线后移，水面不断向南扩大，科考船可向南航行的范围因此延伸。
第33次南极科考队领队孙波介绍，罗斯海具有丰富的科研价值，是国际科考竞相研究的重点。“雪龙”号船长朱兵表示，科考队利用箱式采集器和重力柱状取样器、生物垂直拖网等设备进行了考察观测，是人类首次对这片新出现最南纬度海域开展综合科学调查。
（2）展开南极阿蒙森海大规模综合调查。 [23] 2018年3月30日，新华社报道，虽然我国第34次南极科考队搭乘“雪龙”号日前已踏上返航回国行程，但值得回顾的是，科考队员返航之前在阿蒙森海及附近的高浪海区颠簸20多天，成功完成了我国首次南极阿蒙森海综合调查，为我国探索南极奥秘积累了宝贵样本和数据。
阿蒙森海位于南极南大洋太平洋扇区。历史上，曾有韩国、美国等少数国家在夏季对该海域开展过研究。科考队员指出，如果把阿蒙森海比作月球，那么阿蒙森海的深海就像月球背面。这次科考的主要任务之一，就是从阿蒙森海的海底采集沉积物。
3月2日元宵节晚上在作业海区，科考队员开动钢缆绞车，将一个金属箱子缓缓放下海底。两个多小时后，他们从2700多米深的海底将箱子收回，成功采集到沉积物样品。整个调查期间，像这样的沉积物采集作业，“雪龙”号一共成功完成了9次。这些海底沉积物就像地球的“年轮”，记载着南极海洋一段被封存的历史。
除了沉积物取样，科考队员在阿蒙森海域还完成了重要的海水取样工作。就像体检时要抽血，对海洋概貌进行探测时，海水取样必不可少。每到作业站位，科考队员都用钢缆绞车将几百千克重的海水温盐深测量仪，从“雪龙”号布放到几百米至几千米深的海水里，从不同的深度获取海水样品。这些样品被分别送到“雪龙”号上的海洋物理、化学、生物实验室中，用于不同学科的检测研究。
据介绍，本次科考活动，要研究海水中最初级的海洋微生物、浮游植物和浮游动物，并进行生物拖网研究磷虾、鱼类、底栖生物等，以便完整地了解阿蒙森海的海洋生态系统的能量流动和物质循环，为保护南极海洋生物提供科学支撑。同时，还要专门从物种多样性、种群数量和分布模式等方面对这一海区的鸟类和鲸鱼、海豹等哺乳类动物进行调查，为了解阿蒙森海地区的生态系统特征和生物资源状况积累数据。
为了能更持久地对这一海域进行观测，此次科考队在阿蒙森海陆坡外围海域布放总长2400米的一串潜标，它们由多个仪器和大大小小的浮球连成串，共同形成一个锚碇观测系统。在未来一年时间里，它们将在阿蒙森海中不间断地收集水体中的沉降颗粒物，测量不同水深的温度、盐度等信息。直到下一年，“雪龙”号再次抵达时将它回收，获取数据。
科考队员表示，这次调查，有助于我国掌握该海域水文、气象、海冰、生态、地质等基本环境信息，为全球气候变化、南大洋资源开发利用、航海等提供基础资料。
（3）展开南大洋宇航员海的综合科考。 [24] 2019年12月18日，新华社报道，首航南极的“雪龙”2号12月7日离开南大洋普里兹湾海域向西航行，对宇航员海海域展开物理海洋、海洋化学、海洋生态、海洋地质等学科的科考作业，这是中国南极考察队首次在这一海域展开综合科考。目前，61个计划海水温盐深测量仪作业站位完成了31个，这意味着宇航员海的大洋科考任务已经完成过半。
在南大洋宇航员海执行科考任务的科考队员，首次使用“雪龙”2号极地科考破冰船装备的22米长活塞取样器，在极地海域进行柱状沉积物取样，收获了18.36米长的海底沉积物样品。这是我国首次在南大洋取得这样长的沉积物样品。分析所获样品的粒度、矿物、元素、同位素及生源组分等，有助于了解更久远时间的古环境与气候记录，对揭示南极冰盖、南极底层水与气候变化等方面问题具有重要意义。
科考队员在这一海域还进行了多次鱼类拖网作业，这也是我国南极科考首次拖网作业获取鱼类样品。同时，科考队员还进行了多次磷虾拖网和多联网浮游生物拖网等作业，在冰区进行了3次海水温盐深测量仪采水作业，并通过“雪龙”2号由主甲板直通海底的月池系统作业，解决了浮冰密集难以进行科考的问题。
宇航员海是国际上科学认知相对缺乏的海域。通过“雪龙”2号的系统调查，可以加强对这一海域的认知，深入了解南大洋在全球变化中的作用。
2.德国对南大洋展开的专项研究
着手探索藏在冰层下万年的南极海域。 [25] 2019年2月19日，有关媒体报道，在德国研究用破冰船“极星号”上，鲍里斯·多舍尔是一个由45人组成的强大国际团队的首席科学家。他和团队成员计划从智利启程，首次探索这片被冰层隐藏的海洋。该船只目前停泊在世界最南端的大陆城市蓬塔阿雷纳斯。在那里，它正在装载物资，以应对为期9周的探险。
2017年7月，一块巨大的冰山从南极半岛东部的拉森C冰架上脱离。躺在冰层下面黑暗中的大片海洋由此露出。新暴露的海床，可能隐含了关于海洋生命进化和迁移及其对气候变化响应的线索。不过，这片遥远的区域很难到达，同时恶劣的天气使在那里开展研究变得极具挑战性。
在不来梅港阿尔弗雷德·魏格纳极地海洋研究所工作的多舍尔说：“对地球上最后的纯净区域之一进行探险令人兴奋。但这也是一件伤脑筋的事。当地天气和冰层状况可能随时妨碍探险工作。”
2017年从拉森C冰架脱离的面积达5800平方千米的冰块，自此之后向北漂移了约200千米。科学家迫切地希望探寻哪些物种可能在冰层下繁盛，以及生态系统如何应对这一突然的变化。
第一次尝试在2018年失败，当时厚达5米的海冰，迫使由英国南极调查局运营的“詹姆斯·克拉克·罗斯”号船返航。英国海洋生物学家卡特林·琳赛领导了这次无功而返的探险。她说：“我们已经非常靠近这片海洋。当船长决定返回时，我们度过了灾难性的一天。”虽然琳赛无法参与本航次的探索，但其团队成员在船上。在距蓬塔阿雷纳斯1.3万千米的位于剑桥的办公室中，琳赛每天紧张地研究着海冰地区，希望航行路线将畅通无阻。
目前的条件看上去是有利的：阻止英国南极调查局探险的海冰，现在已从威德尔海漂向东部更远的地方。威德尔海位于南极半岛和南极大陆之间的南大洋区域。
2019年1月，南非科考船“厄加勒斯2号”上的一个研究团队，在该冰川断裂处以北200千米的地方停泊。在那里，他们采集了海洋和海底样本，但海冰状况及其他优先的研究任务，意味着该船只无法进一步向南航行。如今，“极星号”将尝试向南推进，到达冰山脱离的地方。
3.澳大利亚对南大洋展开的综合科考
派出“调查者”号科考船对南大洋进行科学考察。 [26] 2023年3月，有关媒体报道，澳大利亚地球科学局、联邦科学与工业研究组织共同合作，派出科考船“调查者”号，前往南极洲东部开展多项科学研究。
此次科学考察航行为期7周，团队成员由澳大利亚研究机构和高校的科研人员组成，将重点考察达恩利角附近的南极底层水的流动路径，对气候变化及海底生态系统的影响，预测海洋环流受全球变暖影响的变化情况。
航行期间，科研人员将绘制该地区的首张海底地图，收集沉积岩、对海底沉积物进行采样、分析海水样本，并使用深海相机拍摄海底生物图像。通过对沉积物的分析，可以得出历史上海冰、冰盖和海洋环流的变化，以及过去不同气候状态之间可能的临界点的证据。这将为如何应对全球气候变化提供重要参考。