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每秒钟，相当于地球上所有陆地河流总流量六倍的大量冰冷、高密度海水流过格陵兰岛和苏格兰之间延伸的海底山脊。 这股深层南向洋流，从挪威海、冰岛海和格陵兰海流入北大西洋，是墨西哥湾暖流及其向北延伸段的下肢，这是一条巨大的海洋热量和盐分输送带，将温暖的热带水从赤道向北输送。 大多数气候变化模型预测，全球变暖将减缓这些流动，部分原因是改变了大西洋环流的一个关键组成部分，称为深水形成。 如果这种情况发生，北欧将变冷——或者升温幅度会低于全球其他地区，因为全球其他地区将变得酷热。
了解深水形成在驱动这种宏大的环流模式（更正式的名称是大西洋经向翻转环流 (AMOC)）中所起的作用，将有助于科学家预测全球变暖将如何影响气候——无论是在北半球内部还是外部。 大西洋环流模式的转变将改变非洲和印度的季风降雨以及南大西洋的飓风模式，根据美国政府要求评估突变气候变化潜力的国际科学家团队的说法，这将对“全球气候系统产生深远的影响”。
海洋学家在过去十年中一直在使用系泊声学多普勒海流剖面仪和温度传感器来测量深水，因为它倾泻在格陵兰-苏格兰海脊上向南流去。 他们都在努力确定其形成的自然年度和年代际变化，并寻找人为造成的气温升高导致变化的证据。 “我们的假设是，当我们研究北大西洋和北欧海之间的交换时，这种深层传导和海水冷却对 AMOC 很重要，”挪威卑尔根 Bjerknes 气候研究中心的海洋学家 Svein Østerhus 说，他一直在调查这些流动。
深水形成正如其字面意思：随着大西洋表面水向北移动，它们变得更冷、密度更高，因此当它们到达北极时，它们足够冷，可以下沉到海底。 下沉的水将温暖的表面水（如墨西哥湾暖流）向北拉，这反过来又留下了一个空隙，将深层、较冷的水向南拉。 如果全球变暖抑制深水的形成，那么流过格陵兰-苏格兰海脊的流量应该会减缓。
但这并非如此简单。 在 1950 年代至 1990 年代之间，北欧海的深水既温暖又越来越不咸。 Østerhus 说，因此，“我们在深水形成方面发生了非常显著的变化”。 然而，Østerhus 和他的同事去年年底在《自然》杂志上发表的一篇论文中报告说，在过去的 50 年里，向南流过格陵兰-苏格兰分水岭的深水流仍然顽固地保持稳定。 他说，这些与直觉相悖的发现的原因尚不清楚。 可能是深水积聚在格陵兰-苏格兰海脊后面，形成一个水库，当生产减缓时，较老的深水可以从中流出。 Østerhus 的同事，汉堡大学的海洋学家 Detlef Quadfasel 认为，部分解释是“这是一个非线性系统——它可以简单地从一个状态跳到另一个状态”。
现在 Østerhus 将在一月份前往地球上另一个形成深水的地方——南极洲。 南极洲附近的威德尔海是地球上最冷、密度最高的深水的所在地。 Østerhus 的任务是从去年二月在那里安装的一系列高科技监测器中检索数据，希望了解南极深水形成如何影响北大西洋洋流的搅动。 关于南极洲深水形成的信息非常少，Østerhus 将收集关于温度、流速和盐度的基本数据，这将为以后的比较奠定基础。
“北极和南极洲的深水形成同等重要，并且它们是相互关联的，”他说。 “在北极形成的深水可以一直追踪到南极洲，而在威德尔海形成的深水可以向北追踪到爱尔兰。 南极深水形成的变化可能会对北大西洋的环流产生影响。”
当 Østerhus 和他的同事们争先恐后地了解大西洋最遥远边缘正在发生的事情时，大约二十几个其他项目正在测量大西洋其他地方的流量，包括从巴哈马到摩洛哥的一系列仪器。 在 9 月下旬，一个国际团队提议将整个网络转变为更正式的国际监测工作，以期帮助人类为全球变暖将带来的影响做好准备。
“我们依靠气候预测模型来了解气候变化，但并非所有模型都意见一致，”迈阿密大学的海洋学家 William Johns 说，他帮助美国政府撰写了突变气候变化报告。 “我们必须改进这些模型，以了解我们将不得不适应什么——以及北大西洋的确切升温程度取决于这种环流真正减缓多少。”