大西洋环流真的即将崩溃吗？冰山的历史揭示了一些线索

该研究发表在《科学》杂志上。

Yuxin Zhou，加州大学圣巴巴拉分校和 Jerry McManus，哥伦比亚大学

客座作者

从格陵兰岛冰川脱落的冰山携带大量淡水，可能影响大西洋洋流。

图片来源：Hubert Neufeld，来自 Unsplash，CC BY-SA

当人们思考气候变化的风险时，突然的变化是非常可怕的。像《后天》这样的电影助长了这种恐惧，其中出现了难以想象的风暴和人们逃离快速变化的气温的景象。

虽然好莱坞显然对灾难的速度和严重程度采取了随意的态度，但最近的几项研究已经向现实世界发出了警报，即向北方国家输送热量的重要洋流可能会在本世纪关闭，并可能带来灾难性的后果。

这种情况过去曾发生过，最近一次发生在 16,000 多年前。然而，它依赖于格陵兰岛向海洋释放大量冰。

我们发表在《科学》杂志上的新研究表明，虽然格陵兰岛目前确实正在失去大量令人担忧的冰，但这种情况可能不会持续足够长的时间来自行关闭洋流。仔细观察过去的证据就会明白其中的原因。

血与水

大西洋洋流系统在全球范围内分配热量和营养物质，就像人体循环系统在身体各处分配热量和营养物质一样。

来自热带的暖水在穿越大西洋之前沿着美国大西洋海岸向北流动。随着一些温水的蒸发和地表水的冷却，它变得更咸、更稠密。密度较大的水会下沉，而这种较冷、密度较大的水则在深处向南循环。热量和盐度的变化为系统的泵送心脏提供动力。

如果大西洋环流系统减弱，可能会导致世界气候混乱。

冰盖是由淡水构成的，因此冰山快速释放到大西洋可以降低海洋的盐度并减缓心脏的跳动。如果地表水不再能够下沉并且循环崩溃，欧洲和北美可能会出现急剧降温。亚马逊雨林和非洲萨赫勒地区都将变得干燥，南极洲的变暖和融化将加速，这一切都将在几年到几十年内发生。

如今，格陵兰冰盖正在迅速融化，一些科学家担心大西洋洋流系统可能会在本世纪走向气候临界点。但这种担心有道理吗？

要回答这个问题，我们需要回顾过去。

放射性发现

20 世纪 80 年代，一位名叫哈特穆特·海因里希 (Hartmut Heinrich) 的初级科学家和他的同事从海底提取了一系列深海沉积物核心，以研究核废料是否可以安全地埋在北大西洋深处。

沉积物核心包含了数十万年来在海底那部分积累的一切事物的历史。海因里希发现了几层含有大量矿物颗粒和陆地岩石碎片的地层。

沉积物颗粒太大，无法仅靠风或洋流带到海洋中部。海因里希意识到它们一定是被冰山带到那里的，当冰山还是陆地上冰川的一部分时，冰山就带走了岩石和矿物质。

含有最多岩石和矿物碎片的地层，从冰山一定已经出现的时候开始，就与大西洋洋流系统的严重减弱同时发生。这些时期现在被称为海因里希事件。

作为古气候科学家，我们利用沉积岩芯等自然记录来了解过去。通过测量沉积物中的铀同位素，我们能够确定冰山掉落的沉积物的沉积速率。碎片的数量使我们能够估计这些冰山向海洋添加了多少淡水，并将其与今天进行比较，以评估历史是否会在不久的将来重演。

为什么不太可能很快关闭

那么，大西洋洋流系统是否会因为格陵兰岛融化而走向气候临界点？我们认为在未来几十年内这不太可能。

虽然格陵兰岛现在正在失去大量的冰——令人担忧地与中期的海因里希事件相当——但冰的流失可能不会持续足够长的时间来自行关闭水流。

冰山在扰乱洋流方面比陆地融水更有效，部分原因是冰山可以将淡水直接带到洋流下沉的地方。然而，未来的变暖将迫使格陵兰冰盖过早地从海岸后退，无法通过冰山输送足够的淡水。

预计到 2100 年，大西洋经向翻转环流（AMOC）的强度将下降 24% 至 39%。届时，格陵兰岛的冰山形成将更接近过去最弱的海因里希事件。相比之下，海因里希事件持续了大约 200 年。

预计融水将不再是冰山，而是流入岛屿边缘的大西洋，成为格陵兰岛变薄的主要原因。融水仍然将淡水输送到海洋中，但它与海水混合，并且倾向于沿着海岸移动，而不是像漂流冰山那样直接使公海变得清新。

这并不意味着电流没有风险

大西洋洋流系统的未来轨迹可能由减速但更有效的冰山和加速但影响较小的地表径流的结合决定。海洋表面温度上升可能会进一步减缓洋流的速度，从而使情况变得更加复杂。

因此，地球的跳动心脏仍可能面临风险，但历史表明，这种风险并不像一些人担心的那么迫在眉睫。

在《后天》中，大西洋洋流系统的减速使纽约市结冰。根据我们的研究，我们可能会感到一些安慰，因为我们知道这种情况在我们的有生之年不太可能发生。尽管如此，仍然需要大力努力阻止气候变化，以确保保护子孙后代。

Yuxin Zhou，加州大学圣塔芭芭拉分校地球科学博士后学者和 Jerry McManus，哥伦比亚大学地球与环境科学教授

本文根据知识共享许可从 The Conversation 重新发布。阅读原文。