近日，中國科學(xué)院南海海洋研究所邊緣海與大洋地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室綜合地球物理探測與巖石圈熱演化研究團(tuán)隊(duì)對島礁地下淡水透鏡體的形成演化過程研究取得新進(jìn)展。
　　淡水透鏡體（Freshwater lens）是指在島嶼的地下，有一塊像凸透鏡一樣，中間厚四周薄的淡水層。淡水透鏡體既是島礁環(huán)境的重要組成部分，也是海島生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)和能量運(yùn)轉(zhuǎn)的重要載體。作為島礁上最為有限的資源之一，合理認(rèn)識與利用這一地下淡水資源，對維護(hù)整個(gè)島礁生態(tài)系統(tǒng)的安全具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。  
　　研究人員結(jié)合前人的典型島礁地質(zhì)剖面，利用地下水?dāng)?shù)值模擬手段系統(tǒng)展開了淡水透鏡體形成機(jī)理方面的研究，力圖揭示淡水透鏡體從無到有這一過程。研究發(fā)現(xiàn)島礁地下淡水透鏡體的形成可以分為三個(gè)階段，最初為淡水透鏡體的準(zhǔn)備階段(Preparatory phase)，主要是自然因素對珊瑚砂的淋濾去除了其部分鹽分，為淡水透鏡體的形成奠定了基礎(chǔ)。此后，隨著大氣降雨的不斷入滲補(bǔ)給，島礁地下淡水透鏡體開始形成且厚度逐漸增加，這一階段可稱之為形成階段 (Formation stage)，其所需時(shí)間主要取決于淡水透鏡體的形成速率。第三個(gè)階段為穩(wěn)定階段(Steady stage)，此時(shí)島礁下方的淡水透鏡體的厚度不再發(fā)生明顯增加，主要隨著潮汐和降雨量的變化等呈現(xiàn)出周期性的上下浮動。 
　　模擬研究還發(fā)現(xiàn)淡水透鏡體的形成過程主要受兩種動力學(xué)機(jī)制的影響，一種是長時(shí)間尺度的動力學(xué)機(jī)制，主要受控于大氣降雨的入滲補(bǔ)給及地下水的向海排泄，即淡水透鏡體的內(nèi)部流速較大且從島礁中央指向邊緣，不斷將因彌散進(jìn)入的咸水向外推移，以維持淡水透鏡體的產(chǎn)生及存在。另一種是短時(shí)間尺度的動力學(xué)特征，主要由潮汐產(chǎn)生，造成淡水透鏡體的垂直震蕩，加劇了咸淡水之間的彌散作用。該研究有助于完善島礁淡水透鏡體的理論體系，為島礁生態(tài)環(huán)境建設(shè)提供理論支撐。
　　相關(guān)研究成果發(fā)表在《水文學(xué)雜志》上，南海海洋所碩士研究生盛沖為該論文第一作者，副研究員許鶴華為論文通訊作者。該研究由中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（XDA13010303）、南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗(yàn)室（廣州）(GML2019ZD0104）項(xiàng)目和國家自然科學(xué)基金（91428205, 41376061）共同資助完成。
　　論文鏈接 
　　(a)全球珊瑚島礁部分地下淡水透鏡體的分布及厚度情況，(b)為南海主要的珊瑚島礁 
　　珊瑚島礁地下水系統(tǒng)概念模型示意圖及淡水透鏡體形成的主要階段劃分