在过去80万年中，南半球对印尼海流的显著贡献

为何这条海上捷径对气候至关重要

海洋并非静止不动；它们通过巨大的水流传输热量、盐分和营养物质。该系统中最狭窄且最重要的瓶颈之一位于太平洋与印度洋之间的群岛迷宫中，印尼海流在此向西输送水团。本研究提出了一个看似简单但对气候影响重大的问题：在过去80万年里，这股洋流主要由北半球水体补给，像常常假定的那样吗，还是南半球的作用比我们想象的要大得多？

连接洋区的隐秘闸门

印尼海流就像连接世界上最大的海洋——太平洋——和印度洋之间的一个调节阀。它的大部分水体在表层以下流动，携带储存的热量和溶解营养物，调控天气模式、海洋生态系统，甚至影响大西洋洋流的强度。现代观测显示，这些次表层水体主要来自北太平洋，只有少量来自南方。然而，直接观测仅覆盖几十年且只涉及部分通道，留下了更深远的历史和南北水体混合比例的巨大不确定性。

从海底线索解读古老水体

由于无法直接测量远古洋流，研究人员转而使用保存在海底沉积物中的化学指纹。他们关注氮——海洋生物的重要营养元素。在西赤道太平洋，赤道南北两侧的次表层水体具有不同的重氮同位素比率（氮-15）。南来源的水体通常“较重”，而北来源的水体“较轻”。当微小植物在表层消耗硝酸盐后沉降，它们所含的氮被锁进沉积物中。随着时间推移，这些沉积层累积，形成反映南北来源水体混合比例的记录。通过测量位于印尼海流核心地带班达海的一根长期沉积柱中的氮-15，研究团队重建了过去80万年的历史。

南方水体留下强烈且稳定的印记

班达海的氮记录显示，其数值持续高于纯北来源所能解释的范围，更接近当今南太平洋水体的特征。通过将班达海沉积物与西太平洋南北两侧的其它沉积柱进行对比，作者估算在过去16万年间，南半球水体常常贡献了大约一半或更多的次表层流量，并且在整个80万年记录中都占有实质性份额。对与生物生产力相关的其他沉积成分的额外测量显示出与地球轨道规律性变化相一致的节律性摆动。这些模式指向南大洋的过程，控制着注入最终到达热带的水团中的营养物供应量。

长时间尺度上连接遥远海域

研究认为，印尼海流中关键部分的营养来自南高纬度区域，这些营养随水体向北再向西移动，然后通过班达海通道被引导出去。南半球影响的持续信号——即便在冰期往返、海平面起伏期间亦是如此——表明南大洋与低纬度太平洋之间存在一个非常稳定的长期联系。这一联系有助于解释为何具有相同节律的氮信号会出现在赤道太平洋并延伸到印度洋，随后被洋流带入大西洋及更远的海域。

对地球未来的含义

对非专业读者来说，核心信息是：南半球的水体长期以来一直是向印尼海流供应营养物质和物性的重要来源，而非仅是次要支流。这意味着围绕南极的风、海冰和营养物变化可以通过热带太平洋产生连锁反应，改变向海洋食物网供应的“肥料”，并影响遥远地区的气候信号，包括印度洋和大西洋。理解这一持久的南方贡献，有助于科学家更好地解读过去的气候变动，并为预测相互联结的海洋系统如何响应人类驱动的变暖提供更稳固的基础。

引用: Kienast, M., Hollstein, M., Lehmann, N. et al. Significant Southern Hemisphere contribution to the Indonesian Throughflow over the last 800,000 years. Nat Commun 17, 3484 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-71786-1

关键词: 印尼海流, 海洋环流, 南大洋, 海洋氮循环, 古气候