南极环极流在温暖阶段流动得更快

环绕南极洲的地球最强洋流在决定海洋中热量、盐分和营养物质的输送方面发挥着重要作用。由阿尔弗雷德韦格纳研究所领导的一个国际研究小组现已评估了德雷克海峡的沉积物样本。他们的发现：在上一次间冰期，水流比现在更快。这可能是未来的蓝图，并会产生全球影响。例如，南大洋吸收 CO 2的能力可能会下降，这反过来又会加剧气候变化。该研究现已发表在《自然通讯》杂志上。

南极环极流(ACC)是世界上最强的洋流。由于没有陆地阻挡它的去路，西风漂移沿顺时针方向无阻碍地驱使南极周围的水向东移动。结果，形成了巨大的环形洋流，将南部的太平洋、大西洋和洋连接在一起。ACC 是全球海洋环流(也称为“全球传送带”)的中心分布点，因此影响地球周围的海洋热传输和海洋物质循环。因此，ACC 的重大变化具有全球性的影响。

“尽管 ACC 在未来的气候中扮演着重要角色，但我们对其行为的了解仍然极其有限，”赫尔姆霍茨极地与海洋研究中心阿尔弗雷德韦格纳研究所海洋地球科学部的研究员吴树庄博士说( AWI) 和该研究的第一作者发表在Nature Communications 上。“为了消除气候模型中的相关不确定性并改进未来的预测，我们迫切需要古数据，我们可以用它来重建 ACC 过去的条件和行为。”

ACC 环形路线上唯一的限制是南美洲南端和南极半岛北端之间的德雷克海峡。在这里，每秒有不少于 1.5 亿立方米的海水通过通道——是地球上所有河流中流动水量的 150 倍以上。这个瓶颈是观察整体电流变化的理想场所。因此，在 2016 年，AWI 研究人员乘坐研究破冰船 Polarstern 前往德雷克海峡调查过去数千年的沉积物沉积物。“这里的底流非常强劲，以至于在许多地方，沉积物都被冲走了，”探险队的负责人兼该研究的合著者弗兰克·拉米博士解释说。“尽管如此，使用 Polarstern 的沉积物回声测深仪，我们能够探测到沉积物袋并收集样本，包括一个深度超过 3,100 米、长度超过 14 米的岩心。这是一项重大成就，因为来自德雷克海峡的最后一个可比较的核心可以追溯到 1960 年代。”

来自新岩心的沉积物在过去 140,000 年间积累。因此，它们涵盖了整个冰期-间冰期循环，并包含来自 115,000 年前和 11,700 年前结束的最后一个冰期的信息，以及从 126,000 年前开始的前一个 Eemian 间冰期的信息。

通过分析沉积沉积物中的颗粒大小，研究小组能够重建德雷克海峡中 ACC 输送的水流速度和体积。根据末次冰期高度处小颗粒的高百分比，研究人员计算出与今天相比速度较慢，并且水量明显减少。这是由于通道中较弱的西风和更广泛的海冰。这意味着在冰河时期，ACC的主驱动器吹得更弱，出水面积更小。相比之下，间冰期高度处的极大颗粒表明流速很高，流速比今天高出 10-15%。

“在今天之前的 115,000 至 130,000 年的最后一次间冰期高峰期，全球温度平均比今天高 1.5 至 2 摄氏度。因此，随着全球变暖的进展，环极流可能会加速，”拉米说. “这将对气候产生深远的影响。一方面，ACC 塑造了其他洋流，如墨西哥湾流，反过来又在决定西北欧的天气方面发挥作用。另一方面，海洋吸收了大约三分之一的过剩 CO 2来自大气。然而，更快速的 ACC 将促进富含CO 2 的深水向地表输送。因此，海洋吸收大气 CO 2的能力可能会显着下降，空气中的浓度可能会上升得更快。从长远来看，南大洋的大部分地区甚至可能成为 CO 2 的来源。”

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