在南极洲海岸外，几万亿吨冰冷的咸水下沉到很深的地方。随着海水下沉，它推动了“翻转”环流的最深流动——一个横跨世界各大洋的强洋流网络。翻转循环将热量、碳、氧和营养物质带到全球各地，并从根本上影响气候、海平面和海洋生态系统的生产力。

但有令人担忧的迹象表明，这些潮流正在放缓。它们甚至可能崩溃。如果发生这种情况，它将剥夺深海的氧气，限制营养物质返回海面，并可能导致冰的进一步融化，因为冰架附近的水会随之变暖。这将对海洋生态系统、气候和海平面上升产生重大的全球性影响。

我们今天发表在《自然》杂志上的新研究，使用新的海洋模型预测来观察到2050年深海的变化。我们的预测显示，在未来几十年里，南极翻转环流和深海变暖的速度将放缓。物理测量证实，这些变化已经在进行中。

气候变化是罪魁祸首。随着南极洲的融化，更多的淡水流入海洋。这就破坏了冰冷、含盐、富氧的海水下沉到海底的过程。这些水通常从那里向北扩散，使印度洋、太平洋和大西洋的深处得到通风。但这一切可能很快就会结束。在我们的有生之年。

为什么这很重要?

作为这种翻转的一部分，每年约有250万亿吨冰冷的南极地表水沉入海洋深渊。南极附近的下沉与其他纬度的上升流相平衡。

由此产生的翻转循环将氧气带到深海，并最终将营养物质返回到海面，在那里它们可以支持海洋生物。

如果南极的翻覆减缓，营养丰富的海水将积聚在地表以下5公里的海底。这些营养物质将流失到海面或海面附近的海洋生态系统中，破坏渔业。

南极洲洋流的减缓可能会对海洋生态系统、气候和海平面上升产生重大的全球影响。图片来源:Derek Oyen/Unsplash
翻转环流的变化也可能意味着更多的热量到达冰层，特别是在南极洲西部附近，过去几十年里冰层质量损失率最高的地区。

这将加速全球海平面上升。

彻底的放缓还会降低海洋吸收二氧化碳的能力，在大气中排放更多的温室气体。更多的温室气体意味着更多的变暖，使情况变得更糟。

融水导致的南极翻转环流的减弱也可能使热带降雨带向北移动约1000公里。

简而言之，翻转环流的减缓或崩溃将以深远且可能不可逆转的方式改变我们的气候和海洋环境。

令人担忧的变化迹象

南极洲周围海洋的偏远地区是最难以计划和开展实地活动的地区之一。航程漫长，天气恶劣，海冰限制了一年中的大部分时间。

这意味着很少有测量来追踪南极边缘是如何变化的。但在有足够数据的情况下，我们可以看到明显的迹象，温暖的海水向南极洲的输送增加了，这反过来又导致了关键地点的冰融化。

事实上，南极洲边缘融化的迹象非常明显，越来越多的淡水流入海洋，使附近水域的盐度降低，从而密度降低。这就是减缓翻转循环所需要的一切。密度大的水会下沉，而密度小的水不会。

我们是怎么发现的?

除了稀疏的测量，不完整的模型限制了我们对南极洲周围海洋环流的理解。

例如，政府间气候变化专门委员会分析的最新一组全球耦合模式预测显示该区域存在偏差。这限制了这些模式预测南极翻转环流未来命运的能力。

为了探索未来的变化，我们采用了一个高分辨率的全球海洋模型，该模型真实地代表了南极洲附近致密水的形成和下沉。

我们进行了三个不同的实验，其中一个实验的条件从20世纪90年代起就没有变化;第二种是由预测的温度和风的变化造成的;第三个项目还包括南极洲和格陵兰岛融水的预计变化。

通过这种方式，我们可以将风和变暖变化的影响与冰融化造成的变化分开。

研究结果令人震惊。该模型预测，在未来30年里，南极周围的翻转环流将减缓40%以上，几乎完全是由融水脉冲驱动的。

在同一时期，我们的模型还预测，保持欧洲气候温和的著名的北大西洋翻转环流将减弱20%。这两种变化都将大大减少海洋内部的更新和颠覆。

我们早就知道北大西洋的翻转流是脆弱的，观察表明，它的速度已经在放缓，而且预测一个临界点很快就会到来。我们的研究结果表明，南极洲看起来可以与北半球相媲美——甚至更远。

下一个什么?

近几十年来，大部分深海都在变暖，在南极洲附近探测到的趋势最为迅速，其模式与我们的模型模拟非常相似。

我们的预测只延续到2050年。2050年以后，如果没有强有力的减排，气候将继续变暖，冰盖将继续融化。如果是这样，我们预计南大洋的翻转速度将持续到本世纪末及以后。

预计南极翻覆的减缓是对冰川融化带来的淡水输入的直接反应。融水流量与地球变暖的程度直接相关，而地球变暖程度又取决于我们排放的温室气体。

我们的研究表明，持续的冰融不仅会使海平面上升，而且还会改变巨大的翻转环流，从而推动冰的进一步融化，从而导致海平面上升，并破坏全球的气候和生态系统。这是解决气候危机的另一个原因——而且要快。

注：本文由院校官方新闻直译，仅供参考，不代表指南者留学态度观点。