地球上的氣候不是一成不變的。以冰河時(shí)代的來(lái)來(lái)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(guān)的二氧化碳排放打破了這一自然循環(huán)。通過(guò)適當(dāng)?shù)拇頊y(cè)量，科學(xué)家可以研究這些過(guò)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(xué)地球科學(xué)助理盧教授說(shuō)：“數(shù)百萬(wàn)美元用于了解氣候系統(tǒng)的問(wèn)題是：CO2在哪里以及如何被吸收？冰河時(shí)期與大氣隔絕”
陸和他的國(guó)際合作伙伴討論了二氧化碳在海洋中的儲(chǔ)存問(wèn)題。因?yàn)橛幸蝗罕环Q(chēng)為有孔蟲(chóng)的小型海洋居民，研究小組瞥見(jiàn)了海洋的過(guò)去。有孔蟲(chóng)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?chē)Ｑ蟮囊徊糠帧Ｋ麄儗?duì)被困在有孔蟲(chóng)殼中的海洋記錄的研究發(fā)表在《自然通訊》上。
雖然一般認(rèn)為大氣中的二氧化碳在冰河時(shí)期被深深吸入海洋，但很難獲得儲(chǔ)存和化學(xué)形式的定量指標(biāo)。追蹤二氧化碳儲(chǔ)存的一種方法是調(diào)查它的呼吸伙伴：氧氣。浮游生物在海面附近進(jìn)行光合作用，吸收二氧化碳。當(dāng)浮游生物死亡并沉入海底時(shí)，相反的過(guò)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(guān)系，海洋特定部分的低氧含量可以表明冰河時(shí)期大氣中二氧化碳的儲(chǔ)存。
盡管過(guò)去的海洋氧氣水平可以提供對(duì)全球二氧化碳循環(huán)的洞察，但重建過(guò)去的氧化條件是一個(gè)相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。進(jìn)入有孔蟲(chóng)。有孔蟲(chóng)有碳酸鈣制成的外殼，可以捕捉環(huán)境中生長(zhǎng)的特征——包括含氧量。這些與氣候相關(guān)的特征通常保存在沉積在海底數(shù)百萬(wàn)年的沉積物中。
陸花了幾年時(shí)間測(cè)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(gè)歷史，我們有最好的方法從這些巖石和化石中轉(zhuǎn)化氧氣層，”他說(shuō)。與大多數(shù)其他氧氣替代品不同，碘可以檢測(cè)到氧氣水平相對(duì)輕微的變化，而不僅僅是海水中有無(wú)氣體。
該報(bào)告的合著者、牛津大學(xué)的Babette Hoogakker說(shuō)，這種新試劑的功能是：“它的應(yīng)用允許使用浮游有孔蟲(chóng)來(lái)評(píng)估地下開(kāi)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(diǎn)的有孔蟲(chóng)顯示，在冰河時(shí)期，周?chē)洗笱蟮难鯕夂糠浅５?。合著者、牛津大學(xué)的Rosrickby說(shuō)：“發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在富含氧氣的南大洋的任何地方在冰川時(shí)期自然含有如此少量的這種有影響力的氣體，真的是一個(gè)驚喜。句號(hào)?！?
《英國(guó)南極考察》的合著者克勞斯-迪特希倫布蘭德說(shuō)：“世界海洋，特別是南大洋的物理、化學(xué)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(guān)重要的作用。以及全球氣候變化?！?
或者，如魯迅所說(shuō)：“南大洋如CO水龍頭2。當(dāng)你打開(kāi)水龍頭時(shí)，二氧化碳進(jìn)入大氣，溫暖了整個(gè)世界。當(dāng)你在冰河時(shí)期部分關(guān)閉閥門(mén)時(shí)，大氣中的二氧化碳含量會(huì)更低?！标懻f(shuō)，在高緯度的南大洋尋找缺氧，可以幫助我們了解冰河時(shí)期“閥門(mén)”的工作原理，也可以指出大量通過(guò)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(guò)去的周期將使研究人員對(duì)現(xiàn)代和未來(lái)全球變化的影響有遠(yuǎn)見(jiàn)。雖然大氣中的二氧化碳水平過(guò)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(yù)測(cè)現(xiàn)代變暖將如何導(dǎo)致未來(lái)海洋環(huán)境的變化，”盧說(shuō)。
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