北大西洋正在发生一些奇怪的事情!
这是于2025年10月3日发表在《科学进展》上的一项研究,科学家通过解读双壳贝类这些软体动物的生长轮(年生长层),发现北大西洋副极地环流在过去近150年里,经历了两次明显的稳定性下降。
第一次发生在1920年代之前,之后北大西洋发生了一次大范围的环流格局突变;第二次始于20世纪50年代,强度比第一次更高,到90年代末达到与前一次相当的水平后暂时走平,整体仍处于失稳态势。
这意味着这片调节北半球气候的关键海域,确实在走向失稳,大概率正在接近临界点。
北大西洋副极地环流的作用
很多人可能都听说过大西洋经向翻转环流,它会把热带暖水送到北方,让欧洲的冬天比同纬度地区暖上好几度。
而副极地环流则是它最北端的核心动力区:暖水在这里冷却变重,下沉到深海,再向南回流。
一旦这个区域的环流减弱,整条环流的动力都会不足,欧洲、北美东海岸城市的冬天可能会变得非常的寒冷。
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判断失衡
判断一个系统是不是接近崩溃,有个通用的规律:就是看它被扰动之后恢复得快不快。
就像陀螺转得稳的时候,碰一下很快就能回正,而晃半天稳不下来的,它就是快要崩溃了。
这种波动持续时间更长、恢复速度更慢的现象叫临界慢化,是系统接近临界点的典型早期信号。
之前科学家也用卫星观测的海水温度、盐度数据计算过,发现北大西洋的波动恢复速度在变慢。
但一直存在争议:这些观测数据空间分布稀疏,还要经过插值、平滑等统计处理。
所以有人认为,这会不会是数据处理人为造出的失稳假象?
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来自生物的记录
在这次研究中,研究团队换了一个完全独立的自然数据源:海底的双壳类软体动物。
像冰岛鸟蛤、北极蛤这类物种,它们的寿命能到上百年,它们每年会在壳上长出一道清晰的生长层。
这道层的宽度、氧同位素和碳同位素的比例,会记录当年海水的温度、盐度和生态生产力变化,更关键的是,这些记录是逐年自然生长形成的,不需要后期插值拼接,所以这就刚好避开了之前观测数据的统计缺陷。
研究团队收集了北大西洋周边25条双壳类记录,覆盖北海、爱尔兰海、赫布里底海、法罗群岛、冰岛沿岸等广阔区域,时间跨度近两百年。
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分析的结果
通过分析生长层的波动规律,计算两个衡量稳定性的核心指标:波动的自相关性和系统的恢复速率。
结果非常清晰:过去两百年里,出现了两次稳定性下降的阶段。
第一次从19世纪持续到1920年前后,在那之后,北大西洋发生了一次知名的1920年代环流突变,洋流路径快速调整,海洋生物分布也跟着北移。
第二次失稳是从20世纪50年代开始,强度比第一次更高,整体趋势持续至今,其中到90年代末时,失稳指标已经达到与前一次相当的水平,之后没有继续加剧,呈现阶段性走平。
一开始研究人员也怀疑,会不会只是局部海域的波动?
但对比后发现,从纽芬兰到北海,相隔几千公里的记录都出现了同步的失稳趋势。
与海表温度数据比对同样发现:哪里的记录对副极地环流区的温度越敏感,哪里的失稳信号就越强,这说明这不是局部波动,而是整个副极地环流系统的稳定性在整体下降。
值得注意的是,第一次失稳之后就发生了1920年代的环流格局突变,这完全符合临界慢化先于状态切换的理论特征,这预示当时副极地环流可能跨过了一次临界点,完成了状态重构。
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当然,那次转变最终没有引发整条大西洋环流的全面崩溃,更多的则是副极地环流自身的调整。
但现在的背景和当年完全不同:如今全球变暖驱动格陵兰冰盖持续融化,大量淡水不断注入北大西洋,持续稀释海水、降低密度,这样的现象正在持续削弱海水下沉的动力。
论文也明确指出,目前还无法精确判断离临界点还有多远,也不能确定具体是环流的哪一部分在失稳;且90年代末之后稳定性指标没有继续恶化,也说明系统还没有进入快速失稳的阶段。
但这份来自自然记录的独立证据,与之前卫星观测、模型模拟的结果互相印证,说明北大西洋环流稳定性下降不是统计假象,而是真实发生的趋势。
虽然失稳后的最终结果不会像电影那样导致全城冰冻,但它却是预警:这个系统确实在变得越来越脆弱。
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