科学家揭开巨型洋流起源之谜，该洋流携水量极为惊人，达全球所有河流总水量的100倍

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据罗马尼亚媒体4月16日报道，地球上最强劲的河流没有河岸，南极绕极流是世界上最大的洋流，其携带的水量是全世界所有河流总水量的一百倍，它就像一个行星制冷器，让南极始终处于持续的寒冷之中。科学家一直认为，这种深度冻结始于板块构造运动使南美洲和澳大利亚与南极洲分离的那一刻。然而，一项新的虚拟重建研究对此提出了不同看法。

这项模拟研究揭示，新形成的海洋通道实际上一直处于休眠状态，直到澳大利亚向北漂移到足够远，与地球呼啸的西风带对齐。只有那时，这些狂风才最终激发了南极绕极流，促进了碳吸收，使我们的温室世界陷入了永久冰河期。
约3400万年前，地球经历了一个过渡时期。温室气体含量高、永久冰层稀少的始新世让位于渐新世。在此期间，板块构造的缓慢漂移拓宽并加深了南极洲、南美洲和澳大利亚之间的水道——特别是德雷克海峡和塔斯曼通道。地质学家长期以来一直怀疑，这些不断扩大的缺口基本上打开了南大洋，让水能够自由地环绕极地流动，从而引发了深度冻结。然而，地质证据表明，即使在水道分开之后，巨大的绕极流仍然缓慢且不完整。
为了解开这个谜团，研究人员构建了一台数字时间机器。他们将反映3350万年前地球地理状况的数据输入高分辨率气候模型，还纳入了2024年《科学》杂志一项研究中关于早期南极冰盖的详细模型。“通过这项《美国国家科学院院刊》的研究，我们首次展示了进行这些耦合且相对高分辨率的古气候模型模拟是多么有帮助和重要。尽管这些模拟要求很高，但它们为冰、大气、陆地表面和海洋之间的相互作用提供了新的见解。”阿尔弗雷德·韦格纳研究所的地球系统建模师、该研究合著者格里特·洛曼教授解释道。
起初，海洋通道的位置不对。如今能让南大洋狂风大作的强大西风带吹得太靠北，无法推动水流通过新形成的塔斯曼通道。该研究的主要作者、气候建模师汉娜·克纳尔指出这种大气层对齐的必要性：“已有迹象表明，塔斯曼通道的风在南极绕极流的形成中起着重要作用。我们的模拟可以明确证实这一点：只有当澳大利亚进一步远离南极洲，强劲的西风直接吹过塔斯曼通道时，南极绕极流才能完全发展起来。”
在澳大利亚进一步向北漂移之前，洋流行为异常。研究人员发现，早期的洋流不是连续循环流动，而是出现了断裂。强劲的水流在大西洋和印度洋区域涌动，但一旦水流过塔斯曼通道，就会向北偏转并消散。太平洋区域则异常平静，分层严重。
随着大陆漂移到使海洋通道与盛行西风带对齐的位置，南极绕极流开始汹涌澎湃。随着南极绕极流增强，它可能增加了南极洲的热隔离。作者还认为，这种环流变化可能促进了海洋对碳的吸收，产生了更广泛的气候影响。“这种理解至关重要，因为南极绕极流的形成极大地推动了海洋对碳的吸收。”地质学家、该研究合著者约翰·克拉格斯博士指出，“地球大气中温室气体浓度的降低因此有可能引发了所谓的新生代冰河期相对凉爽的气候，这种气候一直持续到今天，极地冰盖永久覆盖，温暖和寒冷时期交替出现。因此，这些新知识将帮助我们更可靠地解读南大洋环流的近期变化。”克拉格斯解释道。
根据该论文对早期重建的总结，在渐新世早期冰川最大值时，大气中的二氧化碳浓度约为600ppm（百万分比浓度），而在始新世晚期，这一数值从约1000ppm下降。人类从未经历过如此富含碳的空气，尽管按照目前的排放轨迹，到本世纪末我们可能会达到类似的浓度。了解高二氧化碳世界的运行机制有助于科学家完善他们用来预测我们未来的模型。
“为了预测可能的未来气候，有必要通过模拟和数据回溯过去，以了解地球在比今天更温暖、二氧化碳更丰富的气候状态下的情况。”克纳尔说，“但要注意，过去的气候当然不能1:1地投射到未来。我们的研究表明，处于‘幼年期’的绕极流对气候的影响与如今完全发育的南极绕极流大不相同。”地球的气候由高度敏感的变量驱动，目前这些变量正以创纪录的速度发生变化。为了准确预测未来的气候情景，科学家必须首先弄清楚形成我们今天所居住世界的精确历史条件。
（原文标题：Scientists Solve Origin of a Massive Ocean Current Carrying a Hundred Times More Water Than All the World’s Rivers Combined）