Globalioji termohalinė cirkuliacija – vienas svarbiausių Žemės šilumos, anglies ir maistinių medžiagų paskirstymo mechanizmų – Antarktidos regione pastebimai lėtėja. 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 itin svarbus procesas yra šalto ir labai sūraus vandens grimzdimas. Susidarant jūriniam ledui, druska išstumiama iš vandens, todėl likęs vanduo tampa sūresnis ir tankesnis. Toks vanduo leidžiasi į gelmes ir „papildo“ giliausias vandenyno sritis. Šis mechanizmas veikia tarsi pasaulinės „vandenyno konvejerio juostos“ variklis.
Vis dėlto didėjantis gėlo vandens kiekis paviršiuje mažina vandens tankį ir sudaro savotišką „dangą“, kuri slopina vertikalų maišymąsi. Taip susidaro stratifikacija: lengvesnis paviršinis vanduo ima trukdyti tankesnėms masėms grimzti žemyn. Dėl to silpnėja ir visa globalioji apytaka.
Giliųjų vandenų cirkuliacija yra kritiškai svarbi deguonies tiekimui į abisalines zonas, taip pat maistinių medžiagų – nitratų ir fosfatų – apytakai, kuri kituose pasaulio regionuose prisideda prie jų iškėlimo į paviršių. Prognozuojama, kad iki 2050 metų ši apytaka gali sulėtėti 30–40 procentų. Tokie pokyčiai reikštų spartesnį deguonies mažėjimą giliuosiuose vandenyse ir reikšmingus ekosistemų poslinkius.
Silpnėjant maistinių medžiagų tiekimui į paviršinius sluoksnius, gali mažėti fitoplanktono produktyvumas. Kadangi fitoplanktonas yra jūrinių mitybos grandinių pagrindas, šis sumažėjimas gali atsiliepti žuvų ištekliams ir turėti pasekmių pasaulinei žuvininkystei.
Vandenynas sugeria apie 90 procentų papildomos šilumos, susidarančios dėl šiltnamio efekto, ir maždaug ketvirtadalį žmonių išskiriamo anglies dioksido. Termohalinė cirkuliacija padeda šilumą ir anglį perkelti į gelmes, taip sumažindama jų poveikį atmosferai.
Silpnėjant vertikaliam transportui, vandenynas tampa mažiau pajėgus ilgą laiką kaupti šilumą ir anglį. Didesnė šilumos dalis lieka paviršiniuose sluoksniuose, o tai gali spartinti Antarktidos šelfinių ledynų tirpimą ir stiprinti teigiamą grįžtamąjį ryšį.
Paleoklimatiniai tyrimai rodo, kad panašūs procesai vyko ir ledynmečių pabaigoje, tačiau dabartinis pokyčių tempas yra gerokai didesnis. Kai kurie modeliai leidžia manyti, 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.
