大西洋径向翻转环流（AMOC）是南北半球物质与能量的主要传送带，但南半球的过程如何影响AMOC冰期间冰期的形态变化尚不明确。近日，英国卡迪夫大学、兰州大学等关于这一问题的新发现发表于《自然》。该研究发现，过去160万年以来，厄加勒斯海底高原出现南极冰携碎屑的时间明显早于水团性质的变化，这说明南大洋水文循环对AMOC冰期空间形态的形成有重要作用。

该研究结合数值模拟进一步指出，当地球进入一个合适的轨道背景，将有利于更多的南极冰山向北输送至南大西洋东南部的厄加勒斯洋流区域，使得融化在南大洋的冰山数量减少，而在南大西洋的数量增多。这一方面淡化了回流至北大西洋的表层海水的盐度，引起北大西洋底层水形成速率的降低；另一方面，盐化了南大洋表层海水，加快南极底层水的生成速率，二者协同作用促进了AMOC从间冰期向冰期空间形态的转变。此外，在向冰期环流态转变的过程中，随着南极底层水水体体积增大，更多的大气二氧化碳封存在海洋底部，导致全球气温下降，这将进一步促进海洋对二氧化碳的吸收以及北半球大陆冰盖的形成。

论文主要作者之一、兰州大学教授张旭表示，“这一新发现让我们对冰期发育的动力过程有了进一步的认识。地球轨道引起的微小的太阳辐射变化，可通过南极冰冻圈激发地球系统内部各圈层间（即海洋大气圈—冰冻圈—碳循环）的正反馈过程，促进地球气候进入冰河期。未来我们需要利用可模拟多圈层耦合过程的地球系统模型重现冰期旋回的演变特征，评估各圈层过程对其的贡献，届时将对这一历史难题有更深入理解。（温才妃）