南大洋是地球上为数不多的几个地方之一，连接着世界上所有的海洋。在南大洋海区，水可以从很深的地方通过上涌到达海表，同时表层水也可以通过下沉运动到达大洋深处。南大洋对全球大洋环流输送带至关重要，它将热量、营养盐和二氧化碳输送到很远的地方，因此南大洋是全球海洋环流系统中水团混合的关键区域。由于南半球海洋动力过程受到南半球西风的影响，西风强迫会显著影响这个区域的环流以及水团混合。在目前的间冰期中发现，围绕南极洲吹来的强烈西风发生了几次转变。这些西风驱动了南极绕极流，南极绕极流是一种从海表延伸到海底的冷环流，连接了大西洋、印度洋和太平洋，并且南极西风带也会驱动底层海水上涌到海表面。
为了研究南大洋环流是如何响应大气风场的，研究人员对冷水珊瑚化石的钕（Nd）同位素进行分析。研究结果显示，大约7000年前，全新世南大洋水柱的化学成分发生了明显的变化，海水成分的突变持续了大约1000年，另外，南半球西风带的向北移动会增加来自太平洋富含二氧化碳的深层水向德雷克海峡的输送。这项研究还揭示了在这一时间内一系列其他气候变化也伴随着发生，特别是大气中的二氧化碳含量，在过去的2000年里略有下降，但现在又开始上升。这种现象的一个关键因素是南大洋富含二氧化碳的太平洋深水的数量增加。当深层水上升到南大洋海表面时，一些储存在海洋中的二氧化碳能够逃逸到大气中，然后随着风向再次南移，同时上升流增加，大量的二氧化碳被释放到大气中。尽管目前尚不清楚全球温度上升将如何影响南极绕极流，但目前的气候情况表明，南半球西风将进一步向南移动到南极洲。这种情况可能会导致南大洋水团更强烈的混合以及更多的上升流，这很有可能反过来导致更多的二氧化碳从深海中被释放出来。
相关论文链接：https://www.pnas.org/content/early/2019/12/24/1908138117
（郭亚茹 编译，於维樱 审校）
