由牛津大学地球科学系的Batenburg博士带领的科学家团队，通过对大西洋两个地区深海沉积物样品的钕（Nd）同位素特征的比较，发现北大西洋和南大西洋之间的水交换在五千九百万年前突然增多。他们的研究成果发表在2018年11月23日的《Nature Communications》期刊上。该研究揭示，活跃的环流加上大气中二氧化碳气体的增加，使得热量在地球上分布得更加均匀，一个长期的冷却阶段结束了，世界进入了一个新的温室时期。
Nd同位素被用作水团及其混合物的示踪剂。地表水通过河流和被风吹拂的尘埃获得Nd同位素，当地表水下沉形成深水团块时，深水团携带着它们特有的Nd同位素。当水团流经海洋并与其他水体混合时，其Nd同位素特征被纳入沉积物中，深海沉积物是海洋环流和历史气候的宝贵档案。本文揭示的故事开始于白垩纪末期（6600万年前），当时世界处于两个温室状态之间。自从大约9000万年前白垩纪中期的温室条件达到巅峰以来，气候已经冷却了数千万年。尽管经过长期的冷却，但白垩纪末期的温度和海平面仍高于现在。
大西洋形成初期，南北大西洋盆地比今天更浅更窄。在白垩纪晚期，南美洲和非洲之间的通道只允许浅水和表层水的通过，活火山的活动形成了水下山脉和高原，阻碍了深海环流。在南大西洋，沃尔维斯山脊屏障形成于一个活跃的火山热点之上，这一海脊部分高于海平面，形成了深水团流动的屏障。当大西洋继续开放时，洋壳冷却并下沉，洋盆变深变宽，海底高原和山脊连同地壳一起下沉，在某时来自南大洋的深水团能够向北流过沃尔维斯海脊，贯穿大西洋盆地的较深处。
Batenburg博士说:“我们的研究首次确定了深海连接是怎么形成以及何时形成的。论文的另一位作者Frank博士补充说:“在5900万年前，大西洋真正成为了全球温盐环流的一部分。温盐环流连接着五个主要大洋中的四个。”从5900万年前开始，来自北大西洋和南大西洋的Nd同位素特征非常相似。推测认为是一个来自南部的深水团穿越大西洋，由深部向浅部穿越洋盆。深海交换作用的加强，以及大气中二氧化碳的增加，使地球上的热量分布更加有效。
（刘思青 编译）
