一项新的研究发现，在上一个冰河时代，广泛的海冰覆盖了世界海洋，这阻止了氧气渗透到深海水域，使氧气和碳之间的关系复杂化。
“海冰实际上就像一扇关闭的海洋窗户，”俄勒冈州立大学的气候科学家、该论文的合著者安德烈亚斯施密特纳说。“关闭的窗户将新鲜空气挡在外面;海冰充当了阻止氧气进入海洋的屏障，就像满屋子里的空气一样。如果你打开窗户，外面的氧气就会进来，空气就没有那么陈旧。”
最近发表在《自然地球科学》上的研究结果挑战了先前关于深海水域中氧气和二氧化碳之间关系的假设。俄勒冈州立大学地球、海洋和大气科学学院教授施密特纳说，了解这种关系可以让研究人员深入了解世界海洋如何应对气候变化。
海洋在碳循环中扮演着重要角色;大气中的二氧化碳溶解在地表水中，藻类将碳转化为有机物。当碳沉入深海时，有机物的呼吸作用会去除氧气。将碳从海洋表面转移到深海的过程被称为生物泵。
目前，海洋正在失去氧气，预计这种趋势将继续下去，因为随着温度升高，氧气的溶解度会降低。施密特纳说，这将导致科学家们预计，在上一个冰河时代，当海洋较冷时，氧气浓度会更高，但之前从海底下方收集的沉积物显示，在此期间，深海中的氧气含量较低。
研究人员此前曾推测，在上一个冰河时代，生物泵更强，从而增加了碳呼吸。但这是假设海洋表面氧气与大气平衡，施密特纳说。
在他们的新工作中，Schmittner 和他的同事，牛津大学的 Ellen Cliff 和 Samar Khatiwala，使用模型来研究深海中较低的氧气含量。
他们发现不平衡在碳循环中起着重要作用。由于地表水与大气的平衡度较低，深海氧气浓度降低。施密特纳说，这种不平衡是主要在南大洋上空的巨大海冰，以及来自冰河时代大气中更多的铁肥的结果，那里尘土飞扬。
他说，这意味着深海氧气水平不仅由生物泵过程决定，还由海冰或海冰的缺乏决定，就像房间的空气质量可能因窗户的打开或关闭而改变一样。
施密特纳说，研究人员了解海冰和其他过程在海洋碳和氧循环中的作用的方法也可以应用于未来的气候建模。
“目前的模型无法将生物泵对海洋氧气的影响与海冰或其他影响区分开来，”他说。“这改变了我们对过程和这些变化的原因的理解。”
