在最深海洋最冷的地方，地球的循环系统正在减速。如果放任不管，它将威胁到调节地球能量平衡和稳定我们气候的过程。
澳大利亚新南威尔士大学的海洋学家Matthew England说：“地球的气候基本上是由我们的海洋和海洋的翻转环流控制的。”今年3月，他和他的团队在《自然》杂志上发表了迄今为止最详细的南极水团和其他深海洋流的全球模型。他们发现，与20世纪90年代的流速相比，这个至关重要的海洋传送带可能会在2050年前减缓约40%。
海洋洋流在哪里？
深层水流在极地开始。在南极海域，海水结冰时会释放盐分，导致周围的水变得更重。这些水冰冷且比沙丁鱼罐头里的水盐度更高，它们会下沉到13000多英尺深处，然后向北流向地球沉没的洋盆。
数十年过去，这些含盐量极高的南极底层水（AABW）会缓慢流向亚热带。在那里，波浪和涡旋将它们拉到海面，从而将更暖的水推向更高、更冷纬度，在那里它们也开始结冰、下沉并加入循环，为海面腾出空间。
通过这种方式，地球上一些最冷的水在全球范围内输送着热量、碳、氧气和其他营养物质。它滋养着浮游植物，驱动着生态系统，并对我们的气候产生巨大影响。但这个系统正在失效，England的研究证明了原因——而且答案并不令人意外。
我们的温室气体排放导致两极变暖，引起南极冰架融化，并将大量淡水排入海洋。这种流入导致极地水变淡、密度降低，因此不易下沉。
England说：“这种翻转循环崩溃带来的回馈是进一步变暖，这意味着更多的冰川融化，这是令人担忧的。”“有可能我们已经锁定了这种翻转循环的崩溃。”
海洋生态系统会发生什么？
这种崩溃在上一次冰期后至少10万年来从未发生过。而且这将是毁灭性的。我们已经经历的变化——海洋生态系统的崩溃、更强的气旋、窒息式的热浪、珊瑚礁白化和灾难性的海平面上升——只会加剧。7月，一个来自丹麦的团队披露，北海类似的变暖将导致南极底层水的大西洋姊妹洋流在中叶停滞。
为了模拟难以想象深度的洋流强度，England的团队依赖于对温度的直接观测，以及海洋学界进行的重要测量。这些测量包括跨越海洋各个层的氧含量，甚至是从绑在海象身上的换能器上进行的测量——这是一种尽可能靠近冰架的技术。
德克萨斯农工大学的物理海洋学家Spencer Jones（未参与此研究）说：“他们建立了一个能够真实模拟南极底层水的模型，而其他人则没有理解这一点。”
这项里程碑式的研究利用了极其精细的数据，与近期政府间气候变化专门委员会报告中预测的洋流减缓一致，并揭示了特别是融化的冰架是导致这一变化的原因。
England说，让他的团队的实验获得正确结果也花了一些运气。然而，避免其预测需要采取果断行动。他说：“我们可能已经走到了我们预测的减缓过程的一半了。”“这是一个很难扭转的局面，但通过大幅减少排放，我们可以阻止它完全崩溃。”
本文最初发表于我们 2024 年 1 月/2 月刊。点击此处订阅以阅读更多此类故事。
