南极环流（Antarctic Circumpolar Current，ACC）作为世界上规模最大的洋流系统，贯穿全球三大洋盆地，是联系世界海洋气候和深海动力的关键枢纽。最新研究通过对太平洋南部海洋沉积物进行细致的地质与化学分析，重建了过去五百万年中ACC强度的详细变化轨迹，为全球气候系统与冰盖稳定性提供了新的视角。过去几十年来的研究表明，ACC的动力机制主要受大气驱动力、海洋密度梯度以及涡旋活动的综合影响。然而，长期来看，尤其是数百万年的尺度，其演变机理依然存在诸多未解之谜。海洋沉积物中保存的地质记录成为科学家揭示ACC演变的宝贵资源。通过分析可排序泥质粒径（sortable silt）等代理指标，研究团队首次实现了跨越整个上新世及更新世早期的ACC强度连续量化重建。
令人意外的是，五百万年的ACC并未呈现单向线性增强趋势，尽管在同期全球气温下降及冰盖体积增加的背景下，气候系统经历显著变迁。相反，数据揭示了数百万年尺度上ACC强度先增后减的逆转过程，早期上新世冷却阶段ACC逐步增强，随后随更新世初期更剧烈的降温而强度衰减。该转折点对应南大洋系统结构的重新配置，改变了ACC对大气和海洋驱动力的响应机制。研究特别指出，约40万年周期的地球离心率变化与ACC强度密切相关，这种与天文周期的耦合效应可能起源于热带太平洋海温变化下的南太平洋喷流及南半球西风带的复杂互动。这些发现不仅深化了对古气候反馈循环的理解，还揭示了海洋环流与大气系统间的联动机制。不同地理位置的沉积证据表明，更新世冰期期间ACC普遍减弱，尤其在副南极区表现突出。
这种强度波动与伴随的中高纬度硅质生物沉积前移表明，南极周边海洋生态系统和化学物理环境经历显著改变。ACC流速的降低意味着海洋深层水上涌减弱，导致海洋碳泵效率下降和大气二氧化碳含量降低，强化了冰期全球冷却的程度。正相反，间冰期时ACC流速提升，甚至超过全新世的平均水平，强化了大气与海洋的热量和碳循环交流，推动全球气候回暖。中更新世过渡（Mid-Pleistocene Transition，MPT）期间，ACC流速增强，与400千年周期调制的轨道参数同期，这一时期冰期-间冰期循环由约4万年拓展为约10万年，气候系统表现出更强烈的波动。ACC强度变化不仅反映了气候的被动响应，还可能主动参与调节全球大洋环流，包括太平洋南北半球的大洋经向翻转环流（Pacific Meridional Overturning Circulation，PMOC）。相较于上新世早期相对弱化的PMOC，随全球冷却及南极冰盖扩展，PMOC的变化进一步影响了海洋营养盐分布和生物生产力，并通过反馈循环影响ACC动力架构。
研究还揭示，ACC强度与西南风带（Southern Westerly Winds，SWW）的演变密切相关。南半球大气环流的调节，特别是风带的纬向迁移和强度变动，直接驱动ACC的表层水队流运输。Pliocene期间，由于气温逐渐降低及热带和高纬度间温差扩大，西南风带逐步加强并向赤道方向移动，促进了ACC的强化。而进入更新世后，进一步的极地冷却和冰盖扩大导致南大洋密度结构重新组织，改变了风驱动力与海洋密度梯度之间的配合关系，使ACC在整体上呈现出减弱趋势。当前观测和模拟研究也指出，气候变暖背景下，ACC流速正在加速，与过去温暖期的ACC强度增加趋势相呼应。这标志着在未来全球变暖情境下，南极环流有可能继续增强，其对南极冰盖的热量输送尤其重要。
增强的ACC可能加剧暖水进入冰架下方，促进冰盖消融，从而触发正反馈机制加速极地冰盖的不稳定性和全球海平面上升。ACC的变化同时也影响全球大洋的热盐分布和碳循环，是海洋吸收人类活动排放二氧化碳的重要区域。南极环流的动态演变不仅涉及海洋物理过程，也影响全球气候演变与生态环境。研究成果强调了ACC作为全球气候变化的驱动力和调节器的不可替代地位，推动了对过去气候系统复杂性的深入认识。未来，持续高分辨率的古海洋数据采集与先进气候模型的耦合，将进一步澄清ACC与全球气候系统相互作用的微妙机制。整体来看，过去五百万年的南极环流历史为理解现代与未来海洋变化提供了宝贵的地质参照，帮助科学界评估人为影响下南极海洋动力的潜在响应，为全球气候政策制定和海洋生态保护提供坚实的科学依据。
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