供稿/地質科學系 沈川洲 教授
國立臺灣大學地質科學系沈川洲教授領導的亞歐國際研究團隊，成功揭開過去百萬年來劇烈暖化與最急速海平面上升事件的形成機制。研究成果已於2026年6月16日發表於國際期刊《Nature Communications》，並獲編輯選為 Featured Article，凸顯此成果的重要性。研究發現，北大西洋經向翻轉環流（Atlantic Meridional Overturning Circulation, AMOC）長時間減弱，使大量熱能累積於海洋深層與次表層；當環流恢復後，這些熱量快速重新輸送至高緯度海域，造成冰棚快速融化、冰蓋劇烈崩解，以及過去百萬年來最急速的海平面上升事件。
近百萬年來，地球氣候反覆經歷約十萬年的冰期循環，每一次循環約包含九萬年的冰期，以及相對快速的冰消與暖化階段，地質學家稱之為「冰期終止期（Termination）」。距今約34萬年前的第四次冰期終止期（Termination IV, T-IV），曾發生過去百萬年來劇烈的暖化事件之一，以及最急速的海平面上升，海平面上升速率可高達每世紀5公尺，遠高於現代全球平均每年約3–4毫米的上升速率。過去研究普遍認為，此事件主要受到地球軌道變化、大氣二氧化碳上升及冰蓋消融共同驅動，但由於海洋沉積紀錄缺乏足夠精確的絕對年代控制，始終難以釐清海洋環流、海洋暖化與海平面快速上升之間的因果關係。
自2012年起，研究團隊多次前往義大利北部Bàsura洞穴（女巫洞）進行野外調查，在義大利政府正式許可下鑽取流石岩岩心，並利用臺大地質科學系 HISPEC（High-Precision Mass Spectrometry and Environmental Change Laboratory） 建立的高精度鈾釷定年技術，建立歐洲西風帶高解析度且具有獨立絕對年代控制的水文氣候紀錄。研究團隊再將這套年代框架整合至北大西洋海洋沉積物中的海表溫度、花粉、氧同位素及元素比值紀錄，首次精確重建第四次冰期終止期期間水文氣候、AMOC變化、海洋暖化及海平面快速上升之間的演化時序。
本研究顯示，海洋並非只是被動儲存熱量的背景系統，而是透過海洋環流重組與熱量重新分配，有機會主動調控冰蓋穩定性的關鍵角色。研究團隊首次建立過去約44萬年來五次冰期終止事件的高精度絕對年代架構，發現第四次冰期終止期（T-IV）期間，AMOC持續減弱約1萬3千年，為近五次冰期終止事件中持續時間最長的一次。長時間的淡水輸入增強北大西洋海水層化，抑制深層對流與海氣熱交換，使大量熱能持續累積於海洋深層與次表層。當AMOC恢復後，透過北向熱輸送與海洋垂直混合作用，這些熱量迅速重新輸送至高緯度海域，進一步加速冰棚底部融化與冰蓋不穩定化；再加上當時較高的大氣二氧化碳濃度及增強的北半球夏季日照，共同促成第四次冰期終止期末期異常快速的冰量流失與海平面上升。
沈川洲教授表示，34萬年前的氣候背景與現代地球系統並不完全相同，因此不能直接作為未來氣候變遷的簡單類比。然而，本研究顯示，冰蓋對暖化的反應可能受到海洋環流變化，以及海洋內部熱量儲存與重新分配過程的強烈調控。目前格陵蘭與南極冰蓋仍持續縮小，AMOC未來是否持續減弱或再次發生重組，已成為預測未來海平面上升的重要關鍵。若海洋內部累積的熱量，在特定條件下快速重新輸送至冰棚底部，未來海平面上升可能並非緩慢且線性的過程，而可能呈現更快速、甚至具有躍遷性的變化。本研究將有助於提升未來冰蓋穩定性及海平面上升風險的預測能力，並為沿海城市與低窪地區的風險評估及氣候調適策略，提供重要的古氣候科學依據。
此研究由橫跨亞洲與歐洲、超過15個長期合作之研究機構與實驗室共同完成；而主要化學實驗與論文撰寫工作，則由已畢業之博士班學生胡訓銘博士完成。成果由國科會卓越領航計畫、教育部高等教育深耕計畫、永續地球尖端科學研究中心，以及臺大核心研究群計畫支持。
註一： Hu, H.-M.*, Marino G.*, Goñi M. F. S., Rohling E., Rodrigues T., Pérez-Mejías C., Ren Q., Jiang X., Michel V., Valensi P., Starnini E., Zunino M., Salonen J. S., Hsieh C.-J., Tan L., Chaigneau B., Chevalier M., and Shen C.-C.* (2026) Protracted ocean circulation slowdown drove exceptional ice-sheet melting during ice age termination IV. Nature Communications 17, 5675. https://www.nature.com/articles/s41467-026-73733-6
圖一：北義大利女巫洞穴的遠眺影像。
圖二：北義大利女巫洞穴內的鐘乳石。
圖三：臺大地質系沈川洲教授於北義大利女巫洞鑽取流石岩心。