南極底層水（AABW）覆蓋了全球洋底的三分之二以上，其形成最近已經減少。然而，它的長期變化性還沒有得到很好的理解。由中國科學院地質與地球物理研究所（IGG）鄧成龍教授領導的研究人員和他們的合作者已經重建了AABW的歷史，追溯到大約470萬年前（mya）。

他們發現，AABW已經坍塌了幾次，這種坍塌可能誘發了水分輸送，從而助長了北半球的冰川運動。這項工作成果將於今天（2023年2月24日）發表在《科學進展》雜誌上。

被調查的Fe-Mn結核及其年齡模型

這項研究是基於一個來自東太平洋的直徑為36毫米（1.4英寸）的鐵錳結核，位於海平面以下5050米（16568英尺）。該結核是由中國地質調查局廣州海洋地質調查局採集的。

磁性掃描是提供精確測年結果的一個重要因素。”這是一個關鍵，儘管最終的測年是通過與10Be/9Be、金屬Co的通量和天文調諧的整合獲得的，”來自同濟大學的梁毅博士說，他是該研究的第一作者，也是IGG/CAS的博士後。

鄧教授說：”由於AABW是海底區域氧氣的主要提供者，我們使用各種科學方法來確定Fe-Mn結核中金屬積累與海洋氧化還原條件之間的關係。Ni、Mn和Cu含量被用來表示AABW的變化。”

東太平洋的AABW記錄以及主要的AABW、NADW和NHG事件

這些結果顯示，自大約3.4 mya以來，東太平洋的海水氧氣經歷了一個線性增長。這一趨勢與南極冰蓋（AIS）的觀測結果一致，表明它們之間存在著共變關係。

將AABW記錄與過去一百萬年的其他地質記錄相比較，研究人員發現海洋底層環流有冰川期的增強。這一觀察意味著，當地球氣候寒冷時，例如在過去的冰川期，大氣中的二氧化碳可能被定期儲存在深海中。

這些比較清楚地突出了七個海水含氧量低下的時間段，表明AABW的影響降低到了更低的水平。這些時期被稱為AABW崩潰，並伴隨著北大西洋深水區（NADW）的增強，以及NHG歷史的關鍵階段，如NHG變得強化或放大的時候。

儘管我們不知道對正在進行的AIS融化和AABW放緩會發生什麼，但AABW崩潰可能在過去幾次將地球拉入更惡劣的冰川氣候。