地球上的氣候不是一成不變的。以冰河時代的來來去去為例。與冰期循環(huán)平行，大氣中的二氧化碳在冰期減少，在暖期增加，盡管與現(xiàn)代化石燃料相關的二氧化碳排放打破了這一自然循環(huán)。通過適當?shù)拇頊y量，科學家可以研究這些過去的周期，以確定氣候系統(tǒng)的自然控制模式。
錫拉丘茲大學地球科學助理盧教授說：“數(shù)百萬美元用于了解氣候系統(tǒng)的問題是：CO2在哪里以及如何被吸收？冰河時期與大氣隔絕”
陸和他的國際合作伙伴討論了二氧化碳在海洋中的儲存問題。因為有一群被稱為有孔蟲的小型海洋居民，研究小組瞥見了海洋的過去。有孔蟲保存在沉積物巖芯中，這些巖芯取自阿蒙森海的一座下坡山，阿蒙森海是南極洲周圍海洋的一部分。他們對被困在有孔蟲殼中的海洋記錄的研究發(fā)表在《自然通訊》上。
雖然一般認為大氣中的二氧化碳在冰河時期被深深吸入海洋，但很難獲得儲存和化學形式的定量指標。追蹤二氧化碳儲存的一種方法是調查它的呼吸伙伴：氧氣。浮游生物在海面附近進行光合作用，吸收二氧化碳。當浮游生物死亡并沉入海底時，相反的過程發(fā)生了，呼吸。呼吸海洋氧氣，在深海重新釋放二氧化碳。由于這種關系，海洋特定部分的低氧含量可以表明冰河時期大氣中二氧化碳的儲存。
盡管過去的海洋氧氣水平可以提供對全球二氧化碳循環(huán)的洞察，但重建過去的氧化條件是一個相當大的挑戰(zhàn)。進入有孔蟲。有孔蟲有碳酸鈣制成的外殼，可以捕捉環(huán)境中生長的特征——包括含氧量。這些與氣候相關的特征通常保存在沉積在海底數(shù)百萬年的沉積物中。
陸花了幾年時間測量碳酸鈣中的碘，作為跟蹤海洋氧含量的代表?！斑@些碳酸鹽巖幾乎記錄了地球的整個歷史，我們有最好的方法從這些巖石和化石中轉化氧氣層，”他說。與大多數(shù)其他氧氣替代品不同，碘可以檢測到氧氣水平相對輕微的變化，而不僅僅是海水中有無氣體。
該報告的合著者、牛津大學的Babette Hoogakker說，這種新試劑的功能是：“它的應用允許使用浮游有孔蟲來評估地下開闊海洋的氧化狀態(tài)，這到目前為止幾乎是不可能的?！?
該組織在南極洲高緯度地區(qū)研究地點的有孔蟲顯示，在冰河時期，周圍南大洋的氧氣含量非常低。合著者、牛津大學的Rosrickby說：“發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在富含氧氣的南大洋的任何地方在冰川時期自然含有如此少量的這種有影響力的氣體，真的是一個驚喜。句號。”
《英國南極考察》的合著者克勞斯-迪特希倫布蘭德說：“世界海洋，特別是南大洋的物理、化學和生物變化，在大氣二氧化碳濃度的冰川-間冰期變化中起著至關重要的作用。以及全球氣候變化?！?
或者，如魯迅所說：“南大洋如CO水龍頭2。當你打開水龍頭時，二氧化碳進入大氣，溫暖了整個世界。當你在冰河時期部分關閉閥門時，大氣中的二氧化碳含量會更低?！标懻f，在高緯度的南大洋尋找缺氧，可以幫助我們了解冰河時期“閥門”的工作原理，也可以指出大量通過海洋環(huán)流與海洋相連的深水中的氧化條件。
陸和他的同事們希望，了解過去的周期將使研究人員對現(xiàn)代和未來全球變化的影響有遠見。雖然大氣中的二氧化碳水平過去在200到280之間循環(huán)，但地球目前面臨著400 ppm的氣體水平。“如果我們能解釋最近的自然振蕩氣候，我們也許就能預測現(xiàn)代變暖將如何導致未來海洋環(huán)境的變化，”盧說。
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