新たな研究によると、約1万8000～1万年前の南極底層水（AABW）の循環変化が、貯蔵された炭素の大気への放出を引き起こし、最後の氷河期末期の温暖化に寄与したことが明らかになった。研究者らは堆積コアを分析してこれらの変化を追跡し、南極海が地球規模の炭素循環で果たす役割を強調した。この発見は、現代の南極氷融解と気候予測への示唆を与える。
約1万2000年前、最後の氷河期が終わりホロセーンが始まるとき、全世界の気温が上昇し、大きな気候移行が起こりました。Nature Geoscienceに掲載された研究は、青島のLaoshan LaboratoryのHuang Huang博士が主導し、GEOMARのMarcus Gutjahr博士を含むチームにより、過去3万2000年間の南極底層水（AABW）の広がりを再構築しました。
チームは、南極海のアトランティックおよびインドセクターから9本の堆積コアを、深さ2200～5000メートルで調査しました。堆積物中のネオジミウムの同位体組成を分析し、深層水塊の変化を追跡しました。「私たちは、世界の海洋で最も冷たく密度の高い水塊である南極底層水の影響が、最後の脱氷期にどのように変化したか、そして地球規模の炭素循環でどのような役割を果たしたかを理解したかったのです」と、2019年にGEOMARで博士号を取得したHuangは述べています。
氷河期中、南極海の深層部には太平洋由来の炭素豊富な水があり、今日の環極深層水の前駆体で、炭素を隔離し大気中CO2を低く抑えていました。1万8000～1万年前にAABWは2段階で拡大し、南極温暖化イベントと一致しました。この拡大は、海氷被覆の減少と融解水による水密度低下が原因で、垂直混合を増加させ、貯蔵炭素を表面に運び、大気中に放出しました。
「AABWの拡大は複数のプロセスに関連しています」とGutjahrは説明します。「南極周辺の温暖化が海氷被覆を減らし、南極海に流入する融解水を増やしました。この移行気候期に形成された南極底層水は、塩分低下により密度が低くなっていました。この後期氷期AABWは南極海にさらに広がり、既存の水塊構造を不安定化し、深層と表層水の交換を強化しました。」
この研究は、北大西洋の変化が南極海の変動を主に駆動するという従来の仮定に挑戦し、南極のCO2上昇への影響を強調します。現在、南極海は過去50年間で1000メートル以下のほとんどの海洋より速く温暖化しています。「過去との比較は常に不完全です」とGutjahrは述べます。「しかし、最終的にはシステム内のエネルギーの量に帰着します。過去の海洋が温暖化にどのように反応したかを理解すれば、南極氷棚が融解し続ける今日の状況をより良く把握できます。」堆積コアからの古気候洞察は、将来の氷損失と炭素動態のモデル化に役立ちます。