在地球上过去的百万年历史中，以频繁的“冰期-间冰期循环”为特征，百度杏耀气候的巨大波动与大规模的、横跨大陆的冰原的增长和萎缩有关。这些周期是由地球轨道和自转的细微振荡触发的，但轨道振荡太细微，不足以解释气候的巨大变化。
杜森伯里地质和地球物理科学教授丹尼尔·西格曼说:“冰河时代的成因是地球科学中尚未解决的重大问题之一。”“解释这一主要气候现象将提高我们预测未来气候变化的能力。”
在20世纪70年代，科学家们发现大气中温室气体二氧化碳(CO2)的浓度在冰河时期要低30%左右。这促使一些理论认为大气中二氧化碳水平的下降是冰川循环的关键因素，但二氧化碳变化的原因仍不清楚。一些数据表明，在冰河时代，二氧化碳被困在深海中，但这其中的原因存在争议。
现在，由普林斯顿大学和马克斯·普朗克化学研究所(马克斯·普朗克从事化学研究)领导的一项国际合作发现了证据，表明在冰河时期，南极海洋表层海水的变化导致深海储存了更多的二氧化碳。研究人员利用南极海洋的沉积物岩芯，生成了硅藻化石中有机物化学成分的详细记录。硅藻是一种漂浮的藻类，生长在水面，然后死亡并沉到海底。他们的测量为南极海洋在冰河时期由风驱动的上升流的系统性减少提供了证据。这项研究发表在最新一期的《科学》杂志上。
几十年来，研究人员已经知道，海藻的生长和下沉会将二氧化碳吸入海洋深处，这个过程通常被称为“生物泵”。生物泵主要是由热带、亚热带和温带海洋驱动的，在靠近两极的地方效率低下。在两极，由于深海快速暴露在海面上，二氧化碳被排放回大气中。最严重的罪魁祸首是南极海洋:环绕南极大陆的强劲的东风将富含二氧化碳的深水吹到表面，将二氧化碳“泄漏”到大气中。
几十年来，人们已经认识到减少风力上升流以保持海洋中更多二氧化碳的潜力，杏耀yl的历史从而解释冰河时代大气中二氧化碳的下降。然而，到目前为止，科学家们还没有一种方法来明确地测试这种变化。
奥林匹克合作组织已经开发出了一种利用微小硅藻的方法。硅藻是一种漂浮的藻类，大量生长在南极表面水域，它们的矽壳在深海沉积物中积累。硅藻壳中氮同位素的含量随地表水中未使用的氮含量而变化。奥林匹克团队对这些化石矿物壁上的微量有机物的氮同位素比率进行了测量，揭示了过去15万年(包括两个冰期和两个温暖的间冰期)南极表层海水中氮浓度的演变。
该研究的第一作者、普林斯顿大学研究生埃伦·艾(Ellen Ai)说:“对硅藻等化石中存在的氮同位素进行分析，可以揭示出过去地表氮的浓度。”她与西格曼以及奥委会研究小组的阿尔弗雷多·马丁内斯-加西亚(Alfredo Martinez-Garcia)和杰拉德·豪格(Gerald Haug)合作。“深水中藻类赖以生存的氮浓度很高。在南极，上升流越多，表层水中的氮浓度就越高。因此，我们的研究结果也让我们能够重建南极上升流的变化。”
一种测定南极沉积物年代的新方法使这些数据更加有力。重建了南极冰芯中地表水温度的变化，并与南极冰芯记录的气温进行了比较。
马丁内斯-加西亚说:“这让我们能够将硅藻氮记录的许多特征与全球同步的气候和海洋变化联系起来。”“特别是，我们现在能够确定升流下降的时间，也就是气候开始变冷的时候，以及将南极的升流变化与冰河时期快速的气候振荡联系起来。”
这种更精确的时间安排使研究人员能够确定风是上升流变化的关键驱动因素。
新的发现也使研究人员能够解开南极上升流和大气中二氧化碳的变化是如何与冰川周期的轨道触发相关联的，这使科学家离建立冰河时代起源的完整理论又近了一步。
西格曼说:“我们的研究结果表明，上升驱动的大气中二氧化碳的变化是循环的中心，但并不总是以我们许多人认为的方式。”“例如，南极上升流并没有加速进入冰河时代，而是导致了二氧化碳的变化，延长了最温暖的气候。”
他们的发现对预测海洋对全球变暖的反应也有意义。关于极地风对气候变化的敏感性，计算机模型得出了模棱两可的结果。研究人员观察到，在过去的温暖时期，杏耀注册 ，南极海洋上由风驱动的上升流主要增强，这表明，在全球变暖的情况下，上升流也将加强。更强的南极上升流可能会加速海洋吸收全球变暖带来的热量，同时也会影响南极海洋和南极冰层的生物条件。
艾未未说:“新的发现表明，在下一个世纪，南极洲周围的大气和海洋将发生巨大变化。”“然而，由于化石燃料燃烧产生的二氧化碳是当前时代特有的，我们还需要做更多的工作来了解南极海洋的变化将如何影响海洋吸收二氧化碳的速度。”
“南太平洋上升流,地球的倾斜,glacial-interglacial大气中的二氧化碳变化”,陈戌源艾伦Ai,安雅s、丹尼尔·m·西格曼阿尔弗雷多Martinez-Garcia,弗朗索瓦•Fripiat莉娜m .忍耐,伊丽莎白米歇尔,茱莉亚Gottschalk以及劳拉·阿诺德·西蒙·莫雷蒂,Mareike施密特,谢尔盖•Oleynik塞缪尔•Jaccard和杰拉尔德·h·Haug发表在12月11日出版的《科学》杂志。这项研究是由美国国家科学基金会支持(给予D.M.S. plr - 1401489),埃克森美孚通过Andlinger普林斯顿大学能源与环境中心,瑞士国家科学基金会(批准PBEZP2_145695 A.S.S.和赠款PP00P2_144811 PP00P2_172915 S.L.J.),德国研究基金会的全球研究奖学金(DFG格兰特去2294/2-1 j)和马克斯·普朗克的社会。其他与普林斯顿的联系:安雅·斯图德(Anja Studer)和弗朗索瓦·弗里皮亚特(Francois Fripiat)都是西格曼实验室的博士后研究员，谢尔盖·奥列尼克(Sergey Oleynik)是普林斯顿地球科学系同位素实验室的经理。
