近日，“海洋領域國家實驗室”嶗山實驗室大洋碳循環科研團隊在氣候變化與深海碳循環研究領域取得重要突破。相關成果在線發表于《自然·地球科學》期刊。
冰期-間冰期大氣二氧化碳的變化被認為與南大洋和北大西洋主導的海洋環流過程密切相關。其中，深海碳儲存能力通常與南大洋南源水體的擴張與收縮相聯系，但南源水體在末次冰期以來的空間范圍、來源及通風狀態始終存在爭議。
現今，來自威德爾海與達恩利角的南極底層水在威德爾—恩德比海盆會聚并混合，構成輸送至大西洋和印度洋的主要南極底層水來源。因此，重建該區域深層水的歷史變化對于認識過去南大洋環流及深海碳循環過程至關重要。
該研究基于威德爾－恩德比海盆的海水釹同位素記錄，重建了過去3.2萬年來南大洋大西洋與印度洋扇區中底層水的時空演變。結果顯示，在末次盛冰期，南極底層水體積顯著收縮，南大洋深部主要被來自太平洋、富碳的繞極深層水所占據，有利于降低大氣二氧化碳濃度。
進入末次冰消期后，底層水出現兩個階段的快速擴張，并與南極變暖同步。這一擴張過程削弱了深海層化，不利于深海儲碳，可能促成同期大氣二氧化碳濃度的上升。與傳統觀點認為北大西洋過程主導冰消期南大西洋深層水變化不同，本研究揭示北源水的影響有限。相反，底層水的變化在調節深海環流及深層南大洋–大氣之間的碳交換中發揮了更為關鍵的作用。
該研究為深入理解全球氣候變化與深海碳循環之間的關系提供了新的科學證據。該研究工作得到國家自然科學基金、山東省泰山學者青年項目等的資助。
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https://doi.org/10.1038/s41561-025-01853-7
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