翻转环流是一个横跨世界海洋的强大的洋流网络，它有时被比喻成全球海洋的“肺”，将热量、碳、氧和养分带到全球各地，并从根本上影响着气候、海平面和海洋生态系统的生产力。在南极洲海岸线，数万亿吨的冷咸水会下沉到深处。随着水的下沉，推动了翻转环流最深层的流动。
但有令人担忧的迹象表明，这些洋流的速度正在减缓，甚至可能面临崩溃。如果这种情况发生，它将剥夺深海的氧，限制养分回到海面，并有可能导致冰进一步融化，因为冰架附近的水会变暖。这将对海洋生态系统、气候和海平面上升产生全球性的重大影响。
一项发表在《自然》上的新研究，利用新的海洋模型预测来研究2050年之前的深海变化。预测显示，在未来几十年里，南极翻转环流将放缓，深海也将变得更温暖。物理测量证实，这些变化已经在发生。
气候变化是罪魁祸首。随着南极洲的融化，更多淡水流入海洋。这扰乱了冷、咸、富氧的水下沉到海洋底部的过程。从那里，这些水通常向北扩散，为印度洋、太平洋和大西洋深处的远端供氧。但是这一切可能很快就会结束，甚至就在我们的有生之年。
翻转环流的减缓
作为这种翻转环流的一部分，每年大约有250万亿吨冰冷的南极表层水下沉到海洋深渊。南极洲附近的下沉被其他纬度的上升流所平衡。由此产生的翻转环流将氧带到深海，并最终将养分送回海面，支持着海洋生物的生活。
如果南极翻转的速度减缓，富含养分的海水将在海平面以下5千米的海底堆积。这些养分将流失到海平面或者附近的海洋生态系统中，损害渔业。
翻转环流的变化也可能意味着更多热量进入冰层，特别是在西南极洲周围，那里是过去几十年来冰层质量损失速度最大的地区。这将加速全球海平面的上升。
翻转减缓也会降低海洋吸收二氧化碳的能力，让更多温室气体进入大气。而更多温室气体意味着更大程度的变暖，让事情变得更糟。融水引起的南极翻转环流的减弱也会让热带降雨带向北移动约1千千米。
总而言之，翻转环流的减慢或崩溃将以深刻的、甚至是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
围绕南极洲的偏远的海洋是一些最难计划并进行实地考察的地区。考察航程往往很长，天气恶劣，海冰也限制了一年中大部分时间的进入。这意味着，很少有测量数据来追踪南极洲边缘的变化。
但在数据充分的地方，研究人员已经可以找到暖水向南极洲输送增加的明显迹象，这反过来又导致了关键地点的冰融。
事实上，南极洲边缘融化的迹象非常明显，越来越多淡水流入海洋，附近水域盐度降低，因此密度降低。而这正是翻转环流减缓的关键。因为密度大的水会下沉，密度小的水则不会。
除了测量数据有限，不完整的模型同样限制了人们对南极洲周围海洋环流的理解。例如，IPCC（政府间气候变化专门委员会）分析的最新一套全球耦合模型预测，就在这片地区表现出了偏差。这限制了这些模型在预测南极翻转环流的未来命运方面的能力。
为了探索未来的变化，在新研究中，团队采用了一个高分辨率的全球海洋模型，真实地表现了南极洲附近致密水的形成和下降。
团队进行了三项不同的实验，一项是让条件与20世纪90年代保持不变，第二项是由预测的温度和风的变化胁迫的，第三项则包括了预测的南极洲和格陵兰的融水变化。通过这种方式，就可以将风和变暖的影响与冰融造成的变化区分开来。
研究结果十分惊人。这个模型预测南极洲周围的翻转环流将在未来30年内减缓超过40%，这几乎完全是由融水驱动的。模型还预测，在同一时期，使欧洲气候保持温和的著名的北大西洋翻转环流将减弱20%。这两种变化都将极大地减少海洋内部的更新和翻转。
科学家很早就意识到，北大西洋翻转环流相当脆弱，已经有大量观测表明它的速度已经在放缓，并且预测一个转折点很快就会到来。这项新研究的结果进一步说明了这一点，并发现南极洲看起来已经准备好“追上”它的北半球同行的“脚步”了。
下一步是什么？
近几十年来，深海的很大区域已经变暖，在南极洲附近检测到最快速的趋势，与模型的模拟非常相似。
这项预测暂时只延伸到了2050年。2050年之后，如果没有强有力的减排措施，气候无疑还将继续变暖，冰盖仍会融化。如果是这样，研究人员预计，到本世纪末以及更远的未来，南大洋翻转仍将持续放缓。这是对融化的冰带来的淡水输入的直接反应。融化的水流与地球变暖的程度直接相关，而这又取决于我们排放温室气体的速率。
持续的冰雪融化不仅会升高海平面，还会改变大规模的翻转环流，这可能会进一步促进冰雪融化，从而导致海平面上升幅度更大，并破坏全世界的气候和生态系统。这是解决气候危机的另一个理由，而且我们的时间可能很有限。
#创作团队：
编译：Takeko
排版：雯雯
#参考来源：
https://theconversation.com/torrents-of-antarctic-meltwater-are-slowing-the-currents-that-drive-our-vital-ocean-overturning-and-threaten-its-collapse-202108
https://newsroom.unsw.edu.au/news/science-tech/deep-ocean-currents-around-antarctica-headed-collapse-study-finds
#图片来源：
封面图：GRID-Arendal, www.grida.no/resources/3206
首图：NASA, GDFC, OIB
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