氣候模型長期以來預測全球變暖將降低南大洋吸收二氧化碳（CO2– 但數十年的測量幾乎沒有顯示這種下降的跡象。阿爾弗雷德韋格納研究所 (AWI) 的科學家發現了這種令人驚訝的穩定性的可能原因。他們的發現表明，靠近地表的低鹽度淡水有助於將碳捕獲在深海中。並延遲其返回大氣層。但氣候變化正在繼續改變這些脆弱的海洋層。它可能很快就會破壞天然碳儲存系統。該研究出現在 自然氣候變化–
為什麼南大洋如此重要？
世界海洋儲存的二氧化碳約佔人類排放二氧化碳的四分之一。2 僅南大洋的排放量就佔總量的 40% 左右，使其成為世界上抵禦全球變暖最強大的自然屏障之一。這個巨大的碳庫通過複雜的循環系統發揮作用。深水將上升到表面。與大氣進行氣體交換然後再次下沉，攜帶吸收的二氧化碳。2 回到深處
平衡取決於二氧化碳的自然量。2 當來自地下的富含碳的水到達地表時，從古老的深水中返回，它將限制新的人造二氧化碳的數量。2 海洋可以進來。這種貢獻是由不同水團的分層或分層以及洋流的強度控制的。
古水強風
南大洋重新出現的深水已經分離了幾個世紀或幾千年，積累了大量的二氧化碳。2– 氣候模型預測，由於人類驅動的氣候變化，西風將變得更強。它將把更多富含碳的水帶到地表。結果，海洋吸收二氧化碳的能力下降。2 從長遠來看
然而，儘管風力更強，但過去幾十年收集的數據表明，南大洋仍然是一個強大的碳匯。 AWI 的新研究有助於解釋原因：海洋分層正在發生變化，碳被儲存在深處。
一層看不見的屏障將碳固定在下面。
“南大洋的深水通常不到 200 米，”AWI 海洋學家、該研究的主要作者 Lea Olivier 博士說。 “它很咸，營養豐富。而且與靠近地表的水相比，它相當溫暖。”
這種深層水含有大量溶解的二氧化碳。2 很久以前進入海洋的水相反，靠近表面的水更冷。它的鹽分較低，儲存的二氧化碳也較少。2–
只要這個緻密層保持堅固，二氧化碳2-豐富的深水將被封印。但如果層與層之間的邊界被削弱，被捕獲的碳就更容易到達表面並逃逸到大氣中。
風更強，風險更大。
“之前的研究表明，全球氣候變化將加強南大洋上空的西風。因此翻轉環流是相同的，”Lea Olivier 說。然而，這會將富含碳的水從深海輸送到地表。這將降低南大洋儲存二氧化碳的能力。2–
儘管已經觀測到如此強的風並與人類活動有關，但測量結果仍然表明海洋中的碳吸收量並沒有減少太多。至少現在
淡水輸入強化了海洋層。
AWI等研究機構的長期跟踪表明，氣候變化已經在改變地表水和深層水的特徵。 “在我們的研究中，我們使用的數據集包含 1972 年至 2021 年間南大洋多次海洋調查的生物地球化學數據。我們尋找長期異常。包括環流模式和水團特性的變化。在此過程中，我們只考慮兩個水團之間交換的過程，即循環和混合。例如，這不是一個生物過程，”Lea Olivier 解釋道。 “我們能夠確定，自 20 世紀 90 年代以來，這兩個水團變得更加分化。”由於降水和冰川和海冰融化導致淡水輸入增加，南大洋表層水的鹽度有所下降。這種“清爽”促進了兩個水團之間的密度分層，從而釋放二氧化碳。2-深水被困在下層並防止滲透兩層樓之間的屏障。
應對氣候變化的臨時屏障
“我們的研究表明，更新鮮的地表水暫時補償了南大洋碳儲量的減弱。然而，正如模型預測的那樣，如果分層減少，這種情況可能會逆轉，”Léa Olivier 總結道。更強的西風已經將深水推向水面。自1990年以來，深水層上界已上升約40米。
作為CO2– 更豐富的水將取代表層。兩個表面層之間的邊界更容易發生混合。這可能是由同一類型的風引起的。隨著混合的增加，二氧化碳被儲存。2 它可能開始洩漏到大氣中。
海浪下的警告信號
最近的研究表明，這個過程可能已經開始。如果深海的碳上升到海面，南大洋作為全球碳彙的作用可能會減弱。並加速氣候變化
“最讓我驚訝的是，我們實際上在海面之下找到了問題的答案。“我們需要把目光投向海洋表面以外的地方。否則我們就有可能錯過故事的重要部分。 ”Lea Olivier 說道。
“確認是否會有更多的二氧化碳。2 該研究的合著者亞歷山大·豪斯曼教授近年來已從深海中釋放出來。我們需要更多信息。在水團容易混合的冬季尤其如此。 “在接下來的幾年裡，AWI 計劃仔細研究這些確切的過程。它是國際 InSync 南極項目的一部分。並更好地了解氣候變化對南大洋的影響及其潛在的相互作用。”
