近日，“海洋领域国家实验室”崂山实验室大洋碳循环科研团队在气候变化与深海碳循环研究领域取得重要突破。相关成果在线发表于《自然·地球科学》期刊。
冰期-间冰期大气二氧化碳的变化被认为与南大洋和北大西洋主导的海洋环流过程密切相关。其中，深海碳储存能力通常与南大洋南源水体的扩张与收缩相联系，但南源水体在末次冰期以来的空间范围、来源及通风状态始终存在争议。
现今，来自威德尔海与达恩利角的南极底层水在威德尔—恩德比海盆会聚并混合，构成输送至大西洋和印度洋的主要南极底层水来源。因此，重建该区域深层水的历史变化对于认识过去南大洋环流及深海碳循环过程至关重要。
该研究基于威德尔－恩德比海盆的海水钕同位素记录，重建了过去3.2万年来南大洋大西洋与印度洋扇区中底层水的时空演变。结果显示，在末次盛冰期，南极底层水体积显著收缩，南大洋深部主要被来自太平洋、富碳的绕极深层水所占据，有利于降低大气二氧化碳浓度。
进入末次冰消期后，底层水出现两个阶段的快速扩张，并与南极变暖同步。这一扩张过程削弱了深海层化，不利于深海储碳，可能促成同期大气二氧化碳浓度的上升。与传统观点认为北大西洋过程主导冰消期南大西洋深层水变化不同，本研究揭示北源水的影响有限。相反，底层水的变化在调节深海环流及深层南大洋–大气之间的碳交换中发挥了更为关键的作用。
该研究为深入理解全球气候变化与深海碳循环之间的关系提供了新的科学证据。该研究工作得到国家自然科学基金、山东省泰山学者青年项目等的资助。
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https://doi.org/10.1038/s41561-025-01853-7
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