【研究】南极融冰驱动的深海翻转环流减缓将会影响海洋“几个世纪”
南极区域的表层海水由于密度较大而下沉，驱动形成南极深海环流，它是全球经向翻转环流的重要组成部分，在全球海洋系统的热量、碳、氧气和营养物质循环过程中发挥重要作用。
近日，一项发表于《自然》的新研究显示，如果全球碳排放维持在当前高水平，南极冰盖融化将导致南极深海环流在30年内放慢40%，这种海洋深处水循环“大幅放缓”会使深海温度上升，对海洋生态系统和全球气候产生深远影响。
图源：CCO public Domain
新南威尔士大学的研究人员使用瞬态强制高分辨率海洋-海冰耦合模型进行研究，结果表明，在全球高碳排放的情景下，深海变暖将在未来30年加速。南极周围的融水输入推动了南极底水(AABW)的收缩，从而打开一条通道，使温暖的环极深水更容易进入大陆架。南极底水的减少导致深海变暖和老化。相比之下，风力和热力强迫对南极底水的特性、体积等影响不大。研究结果显示，南极冰层的迅速融化可能会极大地减缓世界海洋的深水洋流，影响淡水、氧气和维持生命的营养物质的传播，对全球海洋生物地球化学和气候的影响可能会持续几个世纪。
研究人员表示，如果该模型成立，深海洋流的发展轨迹看起来是朝着崩溃方向发展的。科学家们说，每年有数万亿吨冰冷、高盐、富氧的海水在南极洲周围下沉，向北输送深水流到印度洋、太平洋和大西洋。然而，大量冰盖融化产生的淡水使南极表层海水密度和盐度降低，下沉变慢，从而减缓了深水循环，导致深海洋流放缓，对气候、海平面和海洋生态系统造成影响。
“如果海洋有肺，这就是其中之一。如果海洋在4000米以下停滞不前，这将把营养物质困在深海，减少了支持海洋表面附近海洋生物的营养物质，威胁海洋生物生存。”
未参与该研究的新南威尔士大学名誉教授John Church表示，深海环流减弱的影响有很多不确定因素。但几乎可以肯定的是，继续高温室气体排放将对海洋和气候系统产生更深远的影响，世界迫切需要大幅减少碳排放。
此前有研究团队发现，地球气候系统的另一个重要调节器——北大西洋经向翻转环流正在减弱，甚至有崩溃的可能。新研究表明，南极深海环流放缓的速度可能达到北大西洋经向翻转环流的两倍。
文：Sara 审：Daisy
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参考资料：
1.https://www.nature.com/articles/s41558-022-01555-7
2.https://www.nature.com/articles/s41586-023-05762-w
3.https://phys.org/news/2023-03-antarctic-impact-oceans-centuries.html
Citation：
Li, Q., England, M. H., Hogg, A. M., Rintoul, S. R., & Morrison, A. K. (2023). Abyssal ocean overturning slowdown and warming driven by Antarctic meltwater.Nature, 615(7954), 841-847.
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