淡水透镜体（Freshwater lens）是指在岛屿的地下，有一块像凸透镜一样，中间厚四周薄的淡水层。淡水透镜体既是岛礁环境的重要组成部分，也是海岛生态系统物质和能量运转的重要载体，作为岛礁上最为有限的资源之一，合理认识与利用这一地下淡水资源，对维护整个岛礁生态系统的安全具有重要的现实意义。
近20 年来，地表地球动力学迅速发展，其中对于“源—汇”体系的研究已经成为当前国际地球科学领域中人们广泛关注的重大课题。对于“源—汇”体系的研究不仅能够帮助我们更好地认识地表动力学过程，对揭示地球地质演化历史也具有重要意义。在印度洋北部，位于阿拉伯海北部的莫克兰大陆边缘沉积体系在全新世高海平面时期仍然保留着较高的沉积速率。这种巨厚的、连续的沉积序列是记录气候变化、海平面波动、构造隆升和地震灾害的良好载体。
断裂带同震温度响应，可在震后钻孔测温中获得并识别，为发震断层摩擦特性与发震机制等基础研究提供了非常独特的思路和有效手段。杨小秋研究员通过仔细分析1999年台湾集集地震、2008年汶川地震及2011年日本东北地震震后钻孔测温数据发现：断裂带地震滑移面上下5~20 m范围内存在温度正异常，这是同震摩擦生热所致，该机制已被广泛认识和接受；同时，距滑移面20~60 m范围内也存在明显的温度负异常，其峰值虽然只有正异常峰值的1/4~1/3，但其分布范围却是正异常的3~4倍。也即正负温度异常对应的总能量量级相当。但断裂带同震温度负异常的成因机制还未被真正关注和认识。
海洋是地球上一个巨大的热量“存储器”。长期以来，关于全球气候变化的高纬驱动和低纬驱动假说一直存在许多争议。其中低纬驱动假说的关键是理解热带海区热量和水汽在海洋和大气中的分布和循环演化规律。中层水（200-1000米）作为大气和深海之间连通的必经通道，通过控制大气和深海之间的热量交换过程调节着全球气候的变化。然而由于研究手段的缺乏，冰期-间冰期之间的海洋热含量演变及中-上层水体的热量传输过程仍不清楚，这大大限制了我们对全球气候变化的理解。
地球的广阔海洋之下，分布着六万五千多公里长的大洋中脊，是太阳系里最长的活动火山脉，也是地球海洋板块的出生地。在岩浆充足的快速扩张洋脊，地壳通常呈现较均匀层状结构，但在岩浆较为贫乏的慢速扩张洋脊，局部的拆离断层将下地壳辉长岩及上地幔橄榄岩从深部拉出，形成了直接剥露到海底的大洋核杂岩，成为研究地球内部地幔物质、流体活动、岩浆运移的理想窗口。？
海洋环境中的微塑料作为一种新型污染物日益受到国内外的广泛关注。珊瑚礁作为热带海洋生物多样性最高和最典型的生态系统，对于维持海洋生态平衡、渔业资源再生、生态旅游观光和海洋药物开发及海岸线保护等起到至关重要的作用。海洋微塑料颗粒小、数量多、分布广、携带有毒有害物质、易被生物摄入与传递，因此成为影响珊瑚礁生态系统健康的重要因素。南沙群岛无人珊瑚礁提供了一个独特的机会来检测远离沿海污染源的远海珊瑚礁区微塑料污染水平。
随着海洋观测技术的提升，海洋次中尺度（~1公里）现象及其动力过程成为目前研究的热点。海洋无处不在的中尺度涡旋（~100公里）是发育和承载多种次中尺度过程的重要研究对象。因此通过观测涡旋的精细结构（~10米），则有望解析涡旋伴随的次中尺度过程。？
海洋浮游生物贡献了全球将近一半的初级生产力，其变化会对海洋生态系统以及全球碳循环造成巨大影响。受限于观测资料的时间长度（< 30年），目前对海表生产力的长期变化的估算具有较大的不确定性。珊瑚骨骼由于其特有的生长率高与连续生长时间长的特点，被广泛用于热带海洋高分辨率气候环境重建中。海表生产力的变化会影响到海水碳库的组成，从而被记录在珊瑚骨骼中。
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