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每秒鐘，相當於地球上所有陸地河流總流量六倍的大量冰冷、高密度海水流過格陵蘭島和蘇格蘭之間延伸的海底山脊。 這股深層南向洋流，從挪威海、冰島海和格陵蘭海流入北大西洋，是墨西哥灣暖流及其向北延伸段的下肢，這是一條巨大的海洋熱量和鹽分輸送帶，將溫暖的熱帶水從赤道向北輸送。 大多數氣候變化模型預測，全球變暖將減緩這些流動，部分原因是改變了大西洋環流的一個關鍵組成部分，稱為深水形成。 如果這種情況發生，北歐將變冷——或者升溫幅度會低於全球其他地區，因為全球其他地區將變得酷熱。
瞭解深水形成在驅動這種宏大的環流模式（更正式的名稱是大西洋經向翻轉環流 (AMOC)）中所起的作用，將有助於科學家預測全球變暖將如何影響氣候——無論是在北半球內部還是外部。 大西洋環流模式的轉變將改變非洲和印度的季風降雨以及南大西洋的颶風模式，根據美國政府要求評估突變氣候變化潛力的國際科學家團隊的說法，這將對“全球氣候系統產生深遠的影響”。
海洋學家在過去十年中一直在使用繫泊聲學多普勒海流剖面儀和溫度感測器來測量深水，因為它傾瀉在格陵蘭-蘇格蘭海脊上向南流去。 他們都在努力確定其形成的自然年度和年代際變化，並尋找人為造成的氣溫升高導致變化的證據。 “我們的假設是，當我們研究北大西洋和北歐海之間的交換時，這種深層傳導和海水冷卻對 AMOC 很重要，”挪威卑爾根 Bjerknes 氣候研究中心的海洋學家 Svein Østerhus 說，他一直在調查這些流動。
深水形成正如其字面意思：隨著大西洋表面水向北移動，它們變得更冷、密度更高，因此當它們到達北極時，它們足夠冷，可以下沉到海底。 下沉的水將溫暖的表面水（如墨西哥灣暖流）向北拉，這反過來又留下了一個空隙，將深層、較冷的水向南拉。 如果全球變暖抑制深水的形成，那麼流過格陵蘭-蘇格蘭海脊的流量應該會減緩。
但這並非如此簡單。 在 1950 年代至 1990 年代之間，北歐海的深水既溫暖又越來越不鹹。 Østerhus 說，因此，“我們在深水形成方面發生了非常顯著的變化”。 然而，Østerhus 和他的同事去年年底在《自然》雜誌上發表的一篇論文中報告說，在過去的 50 年裡，向南流過格陵蘭-蘇格蘭分水嶺的深水流仍然頑固地保持穩定。 他說，這些與直覺相悖的發現的原因尚不清楚。 可能是深水積聚在格陵蘭-蘇格蘭海脊後面，形成一個水庫，當生產減緩時，較老的深水可以從中流出。 Østerhus 的同事，漢堡大學的海洋學家 Detlef Quadfasel 認為，部分解釋是“這是一個非線性系統——它可以簡單地從一個狀態跳到另一個狀態”。
現在 Østerhus 將在一月份前往地球上另一個形成深水的地方——南極洲。 南極洲附近的威德爾海是地球上最冷、密度最高的深水的所在地。 Østerhus 的任務是從去年二月在那裡安裝的一系列高科技監測器中檢索資料，希望瞭解南極深水形成如何影響北大西洋洋流的攪動。 關於南極洲深水形成的資訊非常少，Østerhus 將收集關於溫度、流速和鹽度的基本資料，這將為以後的比較奠定基礎。
“北極和南極洲的深水形成同等重要，並且它們是相互關聯的，”他說。 “在北極形成的深水可以一直追蹤到南極洲，而在威德爾海形成的深水可以向北追蹤到愛爾蘭。 南極深水形成的變化可能會對北大西洋的環流產生影響。”
當 Østerhus 和他的同事們爭先恐後地瞭解大西洋最遙遠邊緣正在發生的事情時，大約二十幾個其他專案正在測量大西洋其他地方的流量，包括從巴哈馬到摩洛哥的一系列儀器。 在 9 月下旬，一個國際團隊提議將整個網路轉變為更正式的國際監測工作，以期幫助人類為全球變暖將帶來的影響做好準備。
“我們依靠氣候預測模型來了解氣候變化，但並非所有模型都意見一致，”邁阿密大學的海洋學家 William Johns 說，他幫助美國政府撰寫了突變氣候變化報告。 “我們必須改進這些模型，以瞭解我們將不得不適應什麼——以及北大西洋的確切升溫程度取決於這種環流真正減緩多少。”