大西洋徑向翻轉環流（AMOC）是南北半球物質與能量的主要傳送帶，但南半球的過程如何影響AMOC冰期間冰期的形態變化尚不明確。近日，英國卡迪夫大學、蘭州大學等關於這一問題的新發現發表於《自然》。該研究發現，過去160萬年以來，厄加勒斯海底高原出現南極冰攜碎屑的時間明顯早於水團性質的變化，這說明南大洋水文循環對AMOC冰期空間形態的形成有重要作用。
該研究結合數值模擬進一步指出，當地球進入一個合適的軌道背景，將有利於更多的南極冰山向北輸送至南大西洋東南部的厄加勒斯洋流區域，使得融化在南大洋的冰山數量減少，而在南大西洋的數量增多。這一方面淡化了回流至北大西洋的表層海水的鹽度，引起北大西洋底層水形成速率的降低；另一方面，鹽化了南大洋表層海水，加快南極底層水的生成速率，二者協同作用促進了AMOC從間冰期向冰期空間形態的轉變。此外，在向冰期環流態轉變的過程中，隨著南極底層水水體體積增大，更多的大氣二氧化碳封存在海洋底部，導致全球氣溫下降，這將進一步促進海洋對二氧化碳的吸收以及北半球大陸冰蓋的形成。
論文主要作者之一、蘭州大學教授張旭表示，「這一新發現讓我們對冰期發育的動力過程有了進一步的認識。地球軌道引起的微小的太陽輻射變化，可通過南極冰凍圈激發地球系統內部各圈層間（即海洋大氣圈—冰凍圈—碳循環）的正反饋過程，促進地球氣候進入冰河期。未來我們需要利用可模擬多圈層耦合過程的地球系統模型重現冰期旋迴的演變特徵，評估各圈層過程對其的貢獻，屆時將對這一歷史難題有更深入理解。
相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-020-03094-7
【來源：中國科學院科技產業網】
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