冰河时期的南极海洋为“失踪”的大气二氧化碳提供了线索

地球上的气候不是一成不变的。以冰河时代的来来去去为例。与冰期循环平行，大气中的二氧化碳在冰期减少，在暖期增加，尽管与现代化石燃料相关的二氧化碳排放打破了这一自然循环。通过适当的代理测量，科学家可以研究这些过去的周期，以确定气候系统的自然控制模式。

锡拉丘兹大学地球科学助理卢教授说：“数百万美元用于了解气候系统的问题是：CO2在哪里以及如何被吸收？冰河时期与大气隔绝”

陆和他的国际合作伙伴讨论了二氧化碳在海洋中的储存问题。因为有一群被称为有孔虫的小型海洋居民，研究小组瞥见了海洋的过去。有孔虫保存在沉积物岩芯中，这些岩芯取自阿蒙森海的一座下坡山，阿蒙森海是南极洲周围海洋的一部分。他们对被困在有孔虫壳中的海洋记录的研究发表在《自然通讯》上。

虽然一般认为大气中的二氧化碳在冰河时期被深深吸入海洋，但很难获得储存和化学形式的定量指标。追踪二氧化碳储存的一种方法是调查它的呼吸伙伴：氧气。浮游生物在海面附近进行光合作用，吸收二氧化碳。当浮游生物死亡并沉入海底时，相反的过程发生了，呼吸。呼吸海洋氧气，在深海重新释放二氧化碳。由于这种关系，海洋特定部分的低氧含量可以表明冰河时期大气中二氧化碳的储存。

尽管过去的海洋氧气水平可以提供对全球二氧化碳循环的洞察，但重建过去的氧化条件是一个相当大的挑战。进入有孔虫。有孔虫有碳酸钙制成的外壳，可以捕捉环境中生长的特征——包括含氧量。这些与气候相关的特征通常保存在沉积在海底数百万年的沉积物中。

陆花了几年时间测量碳酸钙中的碘，作为跟踪海洋氧含量的代表。“这些碳酸盐岩几乎记录了地球的整个历史，我们有最好的方法从这些岩石和化石中转化氧气层，”他说。与大多数其他氧气替代品不同，碘可以检测到氧气水平相对轻微的变化，而不仅仅是海水中有无气体。

该报告的合著者、牛津大学的Babette Hoogakker说，这种新试剂的功能是：“它的应用允许使用浮游有孔虫来评估地下开阔海洋的氧化状态，这到目前为止几乎是不可能的。”

该组织在南极洲高纬度地区研究地点的有孔虫显示，在冰河时期，周围南大洋的氧气含量非常低。合著者、牛津大学的Rosrickby说：“发现现在富含氧气的南大洋的任何地方在冰川时期自然含有如此少量的这种有影响力的气体，真的是一个惊喜。句号。”

《英国南极考察》的合著者克劳斯-迪特希伦布兰德说：“世界海洋，特别是南大洋的物理、化学和生物变化，在大气二氧化碳浓度的冰川-间冰期变化中起着至关重要的作用。以及全球气候变化。”

或者，如鲁迅所说：“南大洋如CO水龙头2。当你打开水龙头时，二氧化碳进入大气，温暖了整个世界。当你在冰河时期部分关闭阀门时，大气中的二氧化碳含量会更低。”陆说，在高纬度的南大洋寻找缺氧，可以帮助我们了解冰河时期“阀门”的工作原理，也可以指出大量通过海洋环流与海洋相连的深水中的氧化条件。

陆和他的同事们希望，了解过去的周期将使研究人员对现代和未来全球变化的影响有远见。虽然大气中的二氧化碳水平过去在200到280之间循环，但地球目前面临着400 ppm的气体水平。“如果我们能解释最近的自然振荡气候，我们也许就能预测现代变暖将如何导致未来海洋环境的变化，”卢说。

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