海水也会“变老”吗？
乍一听，这似乎有些不可思议。海水不像人一样会随着时间出现皱纹，但在海洋科学中，“水龄”确实是一个重要概念。海水离开海面、进入海洋内部之后，随着时间推移，里面的溶解氧会不断被海洋生物、细菌以及各种化学过程消耗。如果这些海水长期没有重新接触海面，就很难及时补充新的氧气，因此科学家可以通过氧气含量等指标判断一团海水经历了多长时间的“隔离”。
现在，一项新的研究发现，随着全球气候持续变暖，太平洋部分区域的海水可能出现一个看起来非常矛盾的变化：原本比较年轻的海水会越来越“老”，而一些原本已经比较古老的海水反而可能变得更加“年轻”。
这并不是说海水真的穿越了时间，更不是海洋出现了某种违反自然规律的现象。这里所谓的“年轻”和“年老”，实际上描述的是海水与海面之间进行交换的速度，以及水体中溶解氧变化所反映出来的水龄。
研究团队来自美国加州大学圣迭戈分校等机构。他们利用简化的海洋环流模型，对未来100年的海洋变化进行了模拟，重点观察海水升温之后，太平洋不同区域的水体循环和氧气含量可能发生怎样的改变。研究结果发表在《AGU Advances》上。
研究关注的主要区域，是太平洋上层大约200至1000米深的“温跃层”。
可以把这里想象成海洋内部的一条过渡带。最上面是受到阳光加热、与大气交换比较频繁的表层海水，再往下则是更加寒冷、密度更高的深层海水。温跃层就位于两者之间，承担着非常重要的水体交换作用。
问题在于，海洋变暖之后，这种上下交换可能逐渐减弱。
原因之一是温度。
温暖的海水密度比寒冷海水低。当海洋表层不断升温时，上层和下层之间的温差会扩大，海水更容易形成稳定的分层结构。上下两层被“隔开”之后，水体之间的混合就会受到限制。
这就像一杯饮料。如果温度和密度差异不断扩大，杯子里的液体就不容易自然混合。海洋虽然远比杯子复杂，但基本的物理原理存在相似之处。
然而，太平洋并不是一个完全均匀的巨大水池。
不同纬度、不同区域的海水循环方式并不一样。因此，当全球变暖导致海水上下交换速度减慢之后，不同地方出现的结果也可能完全相反。
在北太平洋副热带区域，温跃层中的海水比较依赖来自上方的年轻海水补充。正常情况下，来自海面的水体不断向下进入，使这里的海水获得新的氧气。
但如果海水分层越来越稳定，上下混合逐渐减弱，新鲜海水进入的速度也会下降。
这样一来，原本相对年轻的水体就可能在原地停留更长时间，氧气被不断消耗，却得不到及时补充，最终表现出“水龄增加”的特征。
也就是说，这里的年轻海水正在慢慢变成“老海水”。
但到了热带太平洋，情况却发生了反转。
热带区域的温跃层受到下方较老海水的影响更加明显。过去，来自深处的低氧老水不断向上输送，使这里的水体带有更加明显的“老化”特征。
当垂直水流减弱之后，深层老海水进入上方的速度反而会下降。
结果就是，原本比较老的水体不再不断得到深层老水的补充，水龄反而可能降低。
于是就出现了研究标题所描述的奇特现象——“年轻的变老，老的变年轻”。
更加令人意外的是，研究人员认为，这种变化并不完全由太平洋自身的升温决定。
南半球的南大洋可能也在其中发挥重要作用。
随着南大洋变暖，高纬度海域的水体形成和上升过程会发生变化。这种远距离的海洋动力变化，可以通过海洋内部的波动和环流调整影响到太平洋，进而改变热带和北太平洋的垂直水流。
因此，一些看似发生在太平洋内部的变化，实际上可能受到了数千公里之外海域变暖的影响。
研究人员将这种现象形容为一种类似“远程控制”的作用。也就是说，一个地区的气候变化并不一定只影响当地，它可能通过复杂的海洋环流系统，把影响传递到遥远的海域。
这项研究还有一个非常值得关注的地方，那就是它关注的不只是海水温度。
海洋吸收了大量来自全球变暖的热量，而海水温度升高之后，本身能够容纳的溶解氧也会减少。与此同时，如果海水上下交换变慢，那么深层海水得到氧气补充的机会也会受到影响。
这意味着，海洋变暖可能同时改变温度、环流、水龄和氧气含量，而且这些变化之间还会相互影响。
对于海洋生物来说，这可能是一个重要问题。
很多海洋生物都依赖特定范围内的氧气浓度生存。如果某些区域的水体长期缺氧，能够在那里生活的生物种类和数量可能受到限制。
研究人员指出，北太平洋可能是未来水体宜居性变化比较明显的区域之一。不过，这项研究本身主要分析的是海洋环流、水龄和氧气变化，并没有直接模拟未来具体会有多少鱼类或其他海洋生物受到影响，因此不能简单地把模型结果等同于生态系统未来一定会发生的具体变化。
另一方面，对于目前已经存在的低氧区域，模型给出的结果并没有那么悲观。研究显示，在未来一个世纪里，一些热带太平洋低氧区域的氧气损失可能不会特别剧烈。
但这并不意味着这些区域不存在风险，因为它们本身就已经处在低氧状态。
更重要的是，目前这项研究使用的是经过简化的海洋模型。现实中的海洋远比模型复杂，风场变化、海水温度变化、不同海域之间的相互作用以及其他气候因素，都可能进一步改变最终结果。
研究团队也指出，未来需要使用更加精细的模型，并把风场等因素纳入其中，才能更加准确地判断未来100年太平洋究竟会发生什么。
所以，“年轻海水变老、老海水变年轻”并不是说太平洋出现了某种神秘的时间逆转，而是气候变暖正在改变海洋内部的水体循环。
当海水越来越暖，上下层之间的联系可能减弱。对于依赖上层新鲜海水的区域，这意味着年轻海水停留时间变长；而对于依赖深层老海水输送的区域，垂直交换减慢又可能让老水进入得更少。
最终，同一个变暖过程，却可能在太平洋不同地方制造出完全相反的结果。
这也说明，全球变暖并不是简单地把整个海洋变成“更热的海水”。温度变化只是开始，真正复杂的地方在于，它还会重新塑造海洋内部的循环方式，并进一步影响氧气、水体年龄以及海洋生态环境。
未来人们面对的，可能不仅是一片温度更高的太平洋，而是一片水流方式正在发生改变的太平洋。
原文：https://www.sciencealert.com/the-pacific-ocean-is-doing-something-weird-as-it-warms-young-water-gets-older-and-old-water-gets-younger
