全新古海洋证据揭示：大西洋经向翻转环流(AMOC)在全新世呈现低变率特征

本研究通过分析北大西洋沉积物中231Pa/230Th比值，结合Bern3D模型定量重建了全新世大西洋经向翻转环流(AMOC)强度变化。研究发现AMOC在早全新世受融水脉冲影响出现短暂减弱后，自6.5ka BP起保持长期稳定（约18 Sv），表明当前气候变暖可能导致AMOC出现全新世以来前所未有的减弱。

　　

海洋如同地球的血液循环系统，而大西洋经向翻转环流(AMOC)就是这个系统的"心脏起搏器"。这个绵延数千公里的洋流系统通过输送热量和养分，深刻影响着全球气候格局。冰芯记录显示，末次冰盛期AMOC的剧烈波动曾引发格陵兰地区10℃以上的温度震荡，这种被称为"双极跷跷板"的现象凸显了AMOC对气候系统的关键调控作用。然而，进入当前间冰期——全新世（距今11700年至今）后，AMOC是否仍保持这种高变率特征？这个问题对理解当今气候变暖背景下AMOC的变化趋势至关重要。

德国海德堡大学（University of Heidelberg）的Lukas Gerber团队在《Nature Communications》发表的研究，通过创新性地结合沉积物放射性同位素分析和地球系统建模，首次实现了全新世AMOC强度的定量重建。研究人员选取北大西洋关键海域的6个沉积岩芯，测量了其中²³¹Pa（镤-231）和²³⁰Th（钍-230）的比值。这两种同位素如同天然的"洋流计"，因为颗粒吸附性更强的²³⁰Th会快速沉积，而²³¹Pa则会被洋流携带至远处。通过Bern3D模型将同位素数据转换为流量单位（Sv，斯维尔德鲁普），团队获得了分辨率达千年的AMOC强度记录。

研究主要采用四项关键技术：1）高精度测定沉积物中²³¹Pa/²³⁰Th比值；2）基于14C测年建立精确的沉积岩芯年代框架；3）利用Bern3D地球系统模型模拟不同AMOC强度下的同位素分布；4）通过广义加性模型(GAM)提取AMOC长期变化趋势。所有数据来自ODP计划和自主采集的北大西洋沉积岩芯，涵盖水深1790-4584米的5个关键位点。

早期全新世AMOC恢复与8.2ka事件
数据显示，AMOC从新仙女木期(YD)的弱状态逐步恢复，但在9.2-8ka BP期间出现约3(±1.3) Sv的减弱，对应劳伦泰德冰盖融水注入北大西洋的事件。值得注意的是，虽然格陵兰冰芯记录的8.2ka冷事件显著，但沉积记录受生物扰动影响未能分辨出短于180年的AMOC波动，表明该事件可能被多期融水脉冲造成的长期弱化背景所掩盖。

中全新世稳定期与4.2ka异常
6.5ka BP后AMOC进入稳定期，维持在16-18 Sv之间。ODP 1063岩芯在4.2ka BP出现的²³¹Pa/²³⁰Th峰值曾被认为是AMOC减弱证据，但团队发现该信号与232Th通量升高同步，推测是底层风暴增强导致的局部清除效应，而非AMOC整体减弱。这一发现修正了先前关于4.2ka全球干旱事件与AMOC关联的假说。

晚全新世稳定性与未来启示
最关键的发现是AMOC在最近6500年保持惊人稳定，波动幅度不超过工业化前水平的15%。模型对比显示，当前气候预测中高排放情景(SSP5-8.5)下8 Sv的AMOC减弱将是全新世以来前所未有的变化。

这项研究建立了首个定量化的全新世AMOC演变框架，其意义在于：1）证实了间冰期AMOC的固有稳定性；2）揭示了早期全新世融水事件对AMOC的影响阈值；3）为评估当前AMOC减弱的历史显著性提供了基准。正如作者Lippold指出："如果高排放情景成为现实，我们将见证6500年来最剧烈的AMOC重组。"这些发现为理解气候系统的临界点行为提供了古海洋学依据，凸显了减排行动的紧迫性。