近日，一項發(fā)表于《自然》雜志的最新研究表明，如果全球碳排放維持在當前高水平，到2050年，南極冰蓋融化可能將導致南極深海環(huán)流放慢40%。這種海洋深處水循環(huán)“大幅放緩”會使深海溫度上升，對海洋生態(tài)系統(tǒng)和全球氣候產(chǎn)生深遠影響。

上述研究驗證了學界一直以來的猜測，即南極冰蓋融化帶來的深層水團消亡和深海環(huán)流崩潰。在全球高碳排放的情景下，深海變暖將在未來30年加速。南極冰層的迅速融化可能會極大地減緩世界海洋的深水洋流，影響淡水、氧氣和維持生命的營養(yǎng)物質(zhì)的傳播，對全球海洋生物地球化學和氣候的影響可能會持續(xù)幾個世紀。

研究主要作者之一、新南威爾士大學悉尼分校澳大利亞研究理事會(ARC)南極科學卓越中心(ACEAS)副主任馬修·英格蘭(Matthew England)表示，“我們的模型顯示，如果全球碳排放繼續(xù)以目前的速度增長，那么南極深海環(huán)流的翻轉(zhuǎn)速度將在未來30年內(nèi)減緩40%以上，并朝著崩潰的軌道發(fā)展。”

南極區(qū)域的表層海水由于密度較大而下沉，驅(qū)動形成南極深海環(huán)流，它是全球經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流的重要組成部分，在全球海洋系統(tǒng)的熱量、碳、氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)過程中發(fā)揮重要作用。

深海洋流形成的環(huán)流有助于在全球范圍內(nèi)輸送營養(yǎng)物質(zhì)。每年約有250萬億噸冷、咸、富氧海水在南極洲周圍下沉，向北輸送深水流到印度洋、太平洋和大西洋深處。海洋生物死亡后沉入海底，分解為營養(yǎng)物質(zhì)后隨著上升流返回，為浮游植物提供養(yǎng)分。然而，大量冰蓋融化產(chǎn)生的淡水使南極表層海水密度和鹽度降低，下沉變慢，從而減緩了深水循環(huán)，導致深海洋流放緩，對氣候、海平面和海洋生態(tài)系統(tǒng)造成影響。

“如果海洋有肺，這就是其中之一。如果海洋在4000米以下停滯不前，這將把營養(yǎng)物質(zhì)困在深海，減少了支持海洋表面附近海洋生物的營養(yǎng)物質(zhì)，威脅海洋生物生存。”英格蘭說。

研究還指出，南極周圍冰蓋融化使附近的海水密度降低，從而使南極環(huán)流翻轉(zhuǎn)速度減慢。深海洋流的減緩可能導致大陸周圍的表層海水升溫，從而加劇南極和格陵蘭冰蓋的融化。澳大利亞國立大學地球科學研究院的阿黛爾·莫里森(Adele Morrison)博士表示，“我們的研究表明，冰蓋的融化對調(diào)節(jié)地球氣候的翻轉(zhuǎn)環(huán)流產(chǎn)生了巨大影響。”

據(jù)路透社報道，英格蘭稱，南極冰層融水對全球洋流的影響尚未包含在聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)用于描述未來氣候變化情景的復雜模型中，但其影響相當巨大。他強調(diào)，降低溫室氣體排放量可以減少冰層融化。

英國東英吉利大學(UEA)環(huán)境科學學院的周申杰博士向澎湃新聞(www.thepaper.cn)表示，“該研究的結(jié)果基于高排放情景，向我們指出人類社會無節(jié)制碳排放情況下可能會面對的結(jié)果。一旦深層環(huán)流崩潰，全球溫鹽環(huán)流對氣候系統(tǒng)的調(diào)制作用將不復存在，區(qū)域性的極端氣候會更加頻繁。此外，深對流過程對帶來的營養(yǎng)鹽上涌過程減弱，會導致浮游植物減少。而浮游植物作為南極食物鏈的底層，會對整個極地生態(tài)造成破壞。”

此前有研究團隊發(fā)現(xiàn)，地球氣候系統(tǒng)的另一個重要調(diào)節(jié)器——北大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流(AMOC)正在減弱，甚至有崩潰的可能。新研究表明，南極深海環(huán)流放緩的速度可能達到北大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流的兩倍。