随着世界从上一个冰河世纪开始变暖，二氧化碳水平的上升停滞了将近2000年。这总是让科学家感到困惑，但是现在他们认为他们知道发生了什么。
古代南极冰盖中微量海洋生物的证据帮助解释了一个长期的难题，即为什么随着地球从上一个冰河时代开始变暖，二氧化碳（CO 2）水平的上升停滞了数百年。
我们的研究表明，数千年前，南大洋表面的海洋生物生产力猛增。
令人惊讶的是，这种海洋生物曾经在调节气候方面发挥了作用。因此，这一发现对未来的气候变化预测具有重大意义。
走进过去
我们的研究使我们从智利到大西洋最南端的韦德尔海（Weddell Sea）进行了四个小时的飞行，并降落在南纬79°的寒冷纬度的冰跑道上。
威德尔海经常被海冰所阻塞，并且自最早的探险家向南冒险以来一直对船舶构成危险。
1914年，英裔爱尔兰探险家欧内斯特·沙克尔顿（Ernest Shackleton）和他的同僚在这里停留了两年，距文明1,000公里。他们面临孤立，饥饿，冰冷的温度，坏疽，冰山游荡和食人的威胁。
在这里生存和从事科学一样困难。
通常，当科学家收集冰样时，他们会垂直钻探一年深的雪和冰层中的深层岩心。我们做了一些完全不同的事情：我们在冰景上钻了一系列较短的岩心来进行水平运动。
那是因为爱国者丘陵是一个被狂野的地方，被威德尔海旋风肆虐，倾泻大量的降雪，然后是强寒风（称为卡塔巴风）倾泻出极地高原。
那些有风的风吹来。
随着一年四季大风的吹拂，它们以称为升华的过程清除了表层冰。较旧，更深的冰被吸引到地表。这意味着越过蓝冰走向爱国者丘陵实际上就像是穿越时空。
漫步在蓝色的冰面上，是时光倒流。图片提供：基尔大学Matthew Harris，作者提供
裸露的冰层揭示了从大约20,000年前的最后一个冰河时代过渡到我们现在更温暖的世界（全新世）的过程。
南极逆转
随着地球变暖，大气中的二氧化碳含量迅速从百万分之190增加到280。
但是变暖的趋势并非一成不变。
从大约14,600年前开始，南半球有2,000年的降温期。这个时期被称为南极逆冷，二氧化碳的水平停滞在百万分之240。
发生这种情况的原因是困惑，但了解它可能对改善当今的气候变化预测至关重要。
在冰上寻找生活
在三个多星期的时间里，我们与风雪作了斗争，收集了最后一个冰河时代末期的详细冰样品。
令我们惊讶的是，冰样中隐藏着有机分子-几千年前海洋生物的残留物。它们来自韦德尔海附近的旋风，旋风从海面清除了有机分子，并将其倾倒在岸上，以保存在冰中。
由降雪形成的南极冰通常只会告诉科学家有关气候的信息。在古老的南极冰层中寻找生命证据的令人兴奋的是，我们可以第一次重建数千年前同时发生在南大洋的海洋。
我们发现了一个不寻常的时期，表现出高浓度和各种各样的海洋微浮游生物。海洋生产力的提高与南极逆转相吻合。
夏季融化海冰维持海洋生物
我们的气候模型表明，南极逆转是整个南大洋海冰数量发生巨大变化的时期。
冬季形成的海冰在夏季融化，并向海洋倾倒营养。
随着世界摆脱上一个冰河时代，夏天的温暖摧毁了整个冬季形成的大量海冰。当海冰融化时，它会向南部海洋释放有价值的养分，并助长了我们在大陆冰层中发现的海洋生产力的爆炸式增长。
这种海洋生物在进行光合作用时会导致从大气中吸收更多的二氧化碳，这与植物使用二氧化碳的方式类似。当海洋生物死亡时，它们沉入地板，锁死了碳。海洋中吸收的二氧化碳量足以在世界范围内记录下来。
这对当今的气候变化意味着什么
今天，南大洋吸收了人类活动释放到大气中的所有碳中的40％，因此我们迫切需要更好地了解碳循环这一重要部分的驱动因素。
南大洋的海洋生物在调节大气中二氧化碳的数量方面仍然发挥着重要作用。
但是随着世界随着气候变化而变暖，极地地区将形成更少的海冰。这种海洋生物的天然碳汇只会减弱，进一步加剧全球温度。
这是及时的提醒，尽管南极洲似乎偏远，但它对我们未来气候的影响比我们想象的更近，更紧密。
由新南威尔士大学地球科学与气候变化教授，变化中的地球研究中心和Chronos 14碳循环设施负责人Chris Turney以及UNSW和Chris Fogwill的ARC澳大利亚卓越生物多样性和遗产中心研究中心主任Node.com撰写，基尔大学冰川与古气候学教授，学校地理，地质与环境负责人，可持续未来研究所所长。
最初发表在《对话》上。