Globalioji termohalinė cirkuliacija – pagrindinis Žemės šilumos, anglies ir maistinių medžiagų paskirstymo mechanizmas – sparčiai lėtėja savo antarktinėje dalyje. Naujausi paleoklimatiniai ir okeanografiniai duomenys rodo, kad tirpstant Antarktidos ledynams į vandenyną patenkantis gėlas vanduo trikdo Antarkties dugninių vandenų formavimąsi. Dėl to silpnėja giliųjų vandenų apytaka ir keičiasi visos klimato sistemos pusiausvyra.
Pietų vandenyne svarbiausias mechanizmas yra šalto ir labai sūraus vandens grimzdimas. Kai formuojasi jūrinis ledas, iš vandens išstumiama druska, todėl likęs vanduo tampa tankesnis ir leidžiasi į gelmes, maitindamas giliausias vandenyno sritis. Šis procesas yra tarsi pasaulinės „vandenyno konvejerio juostos“ variklis.
Tačiau didėjantis gėlo vandens kiekis paviršiuje mažina vandens tankį ir sudaro sluoksnį, kuris stabdo vertikalų maišymąsi. Susidaro stratifikacija – paviršinis vanduo nebeleidžia tankesnėms masėms grimzti žemyn. Dėl to silpnėja visa globalioji apytaka.
Giliųjų vandenų cirkuliacija yra itin svarbi deguonies tiekimui į abisalines zonas ir maistinių medžiagų – nitratų bei fosfatų – iškėlimui į paviršių kituose pasaulio regionuose. Prognozuojama, kad iki 2050 metų ši apytaka gali sulėtėti 30–40 procentų. Tai reikštų spartesnį giliųjų vandenų deguonies mažėjimą ir ekosistemų pokyčius.
Mažesnis maistinių medžiagų iškėlimas į paviršių gali sumažinti fitoplanktono produktyvumą. Kadangi fitoplanktonas sudaro jūrinių mitybos grandinių pagrindą, tokie pokyčiai gali paveikti žuvų išteklius ir pasaulinę žuvininkystę.
Vandenynas sugeria apie 90 procentų papildomos šilumos, susidarančios dėl šiltnamio efekto, ir maždaug ketvirtadalį žmonių išskiriamo anglies dioksido. Termohalinė cirkuliacija padeda šią šilumą ir anglį perkelti į gelmes, taip sumažindama jų poveikį atmosferai.
Silpnėjant vertikaliam transportui, vandenynas tampa mažiau pajėgus ilgalaikiai kaupti šilumą ir anglį. Daugiau šilumos lieka paviršiniuose sluoksniuose, spartindama Antarktidos šelfinių ledynų tirpimą ir stiprindama teigiamą grįžtamąjį ryšį.
Paleoklimatiniai tyrimai rodo, kad panašūs procesai vyko ir ledynmečių pabaigoje, tačiau dabartinis pokyčių tempas yra gerokai spartesnis. Kai kurie modeliai rodo, kad sistema gali artėti prie kritinio lūžio taško, po kurio pokyčiai taptų sunkiai grįžtami.
Iki šiol daug dėmesio buvo skiriama Šiaurės Atlanto meridionalinei apytakai, tačiau vis daugiau duomenų rodo, kad pirmiausia destabilizuotis gali pietinė sistemos dalis. Tokie pokyčiai per kelis dešimtmečius galėtų reikšmingai pakeisti pasaulinę klimato pusiausvyrą.
