長期以來，科學界普遍認為深層海水是封存二氧化碳（CO₂）的主力，但一項最新的國際研究打破了這個認知。由臺灣大學海洋研究所研究員 Tapia 博士與副教授賀詩琳領導的團隊，成功重建了長達 60 萬年的海洋歷史，並指出位於海面下 500 至 1500 公尺處、長期被忽視的「南極中層水」(AAIW)，在過去百萬年間大氣中二氧化碳的重大轉變中扮演核心角色。該成果已發表於國際頂尖期刊《科學進展》Science Advances。
 
氣候轉折點：中布魯內事件
地球氣候歷經冰期與間冰期的循環，大氣二氧化碳濃度通常隨之變動。但在約 42.4 萬年前的「中布魯內事件」(MBE)中，間冰期的二氧化碳濃度突然比前一個週期額外躍升了約 35 ppm。過去主流假說多將此歸因於南大洋「深層水」的重組，但數值模式始終無法完全合理解釋。臺大團隊的研究發現，關鍵機制其實藏在深度較淺的中層海洋。
 
發現關鍵：被低估的中層水
研究團隊利用取自南太平洋──全球岩心資料最匱乏地區之──的沉積岩心，精準重建了 60 萬年來南極中層水的溫鹽變化。結果顯示，MBE 前後海洋狀態有顯著差異：
• MBE 之前（低 CO2 期）： AAIW 呈現「冷且淡」的特性。這種低溫淡水不僅吸收 CO₂ 的能力強，且當時強烈的海洋分層現象，宛如一道屏障，將碳長時間封存於深海中。
• MBE 之後（高 CO2 期）： AAIW 變得較為溫暖且鹽度升高，吸收能力隨之下降。較弱的分層作用使碳更容易重新釋放回大氣，與當時二氧化碳濃度上升的趨勢相符。
 
冰山與西風帶的連鎖反應
是什麼導致中層水的性質轉變？研究指出，關鍵在於「南極冰山」與「繞極流」。在 MBE 之前，南極釋放的冰山數量遠超現今，且當時的南極繞極流(ACC)強度比現在高出約 1.3 至 1.5 倍。這些冰山被強勁海流推向北方，融化後為 AAIW 形成區注入大量冷淡水。
 
然而，在 MBE 之後，隨著南半球西風帶南移，限制冰棚融化與冰山北移，中層水因缺乏冷淡水挹注而變得溫暖。這項發現挑戰單由深層海洋主導的觀點，強調中層海洋在調節地球碳循環中的核心地位。
 
預警未來
釐清過去二氧化碳的調控機制，是預測未來氣候變遷的核心課題。隨著現今南極冰損失持續加速，海洋封存碳的能力可能進一步下降，進而在高碳排放情境下放大暖化效應。本研究揭示二氧化碳與南極冰融之間意想不到的連結，為未來氣候預測提供關鍵的新視角。
 
研究成果全文：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ady4567
 

 
本文擷取自臺灣大學焦點新聞，參考連結如下：https://www.ntu.edu.tw/spotlight/2026/2491_20260513.html