夏威夷大学马诺阿分校 2006年阿留申群岛克利夫兰火山爆发
火山活动是长期碳循环中主要的二氧化碳来源之一，由风化沉降物平衡，风化沉降物代表了包括在科马尔和塞贝模型中的重要过程
信用:美国宇航局图片由杰夫威廉姆斯提供 对未来气候变化的预测需要对地球过去的气候有清晰细致的了解
在今天发表在《科学进展》上的一项研究中，夏威夷大学海洋学家完全调和了过去5000万年的气候和碳循环趋势，解决了几十年来科学文献中争论的一个问题
纵观地球历史，全球气候和全球碳循环经历了重大变化，其中一些变化挑战了目前对碳循环动力学的理解
大气中二氧化碳的减少使地球变冷，并在长时间尺度上减少陆地上岩石和矿物的风化
较少的风化作用会导致较浅的方解石补偿深度(电荷耦合器件)，这是海洋中碳酸盐物质下落速度等于碳酸盐溶解速度的深度(也称为“雪线”)
电荷耦合器件的深度可以通过检查海底沉积物岩心的碳酸钙含量来追踪地质历史
前海洋学研究生内曼加·科马尔(Nemanja Komar)和理查德·齐贝(Richard Zeebe)教授都在UHānoa海洋和地球科学与技术学院(SOEST)，他们应用了迄今为止最全面的海洋碳酸盐化学和电荷耦合器件计算机模型，使这成为第一项定量地将新生代(过去6600万年)碳循环的所有重要部分联系在一起的研究
与预期相反，深海碳酸盐记录表明，随着大气二氧化碳(CO2)在过去5000万年中减少，全球气候变化中心加深(而不是变浅)，形成了一个碳循环难题
在沉积物岩芯中发现的4500万年前的深海骨骼化石为科学家提供了确定岩芯年代和推断过去海洋化学、温度等的手段
信用:斯坦利A
克林
斯克里普斯海洋学照片研究所 该研究的主要作者科马尔说:“古电荷耦合器件随时间变化的位置传递了过去联合碳循环动力学的信号。”
“因此，追踪整个新生代的电荷耦合器件演变，并确定其波动的机制，对于解释过去大气CO2、风化和深海碳酸盐埋藏的变化非常重要
随着二氧化碳和温度在新生代下降，电荷耦合器件应该变浅了，但记录显示它实际上变深了
" 科马尔和齐贝的计算机模型使他们能够调查可能的机制，负责观察到的长期趋势，并提供一种机制来调和所有的观察结果
“令人惊讶的是，我们发现电荷耦合器件的响应与硅酸盐和碳酸盐风化速率的变化无关，挑战了长期存在的隆起假说，该假说将电荷耦合器件的响应归因于喜马拉雅山形成导致的风化速率的增加，这与我们的发现相反，”科马尔说
他们的研究表明，由于地球变冷和大陆冰盖形成，海平面下降，相对于大陆架而言，埋藏在公海中的碳酸盐比例增加，这部分导致了断裂的发展
此外，在此期间，海洋条件导致了生产碳酸盐的公海生物的扩散
“我们的工作为地球系统的基本过程和反馈提供了新的见解，这对未来气候和碳循环变化的预测至关重要，”科马尔说
研究人员目前正在研究新技术，以限制过去6600万年气候和碳循环变化的时序
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