海洋环流在地球上热量和碳的分布中起着重要作用。因此，在过去，海洋环流及其碳收支是理解大气CO2在气候变化中作用的关键。最后一次冰期是了解气候由冷变暖的关键气候状态。经过几十年的研究，人们对末次盛冰期的海洋环流模式和碳收支仍然知之甚少，这严重阻碍了对过去大气CO2变化的深入了解。

中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室客座研究员于带领的由中国、澳大利亚、英国、西班牙等国科学家组成的国际研究团队，绘制了大西洋末次冰期深海碳酸盐岩的第一个国际剖面，提出了一个全新的冰期海洋环流模式。根据南大西洋多个钻孔重建的大型水体中CO32-的分布情况，研究团队发现，在南大西洋3至4公里的水深中，存在一个巨大的富碳水体。结合放射性14C年龄、Nd、C等同位素数据，研究表明，在末次盛冰期，来自北太平洋的一整团富碳深水侵入了南大西洋。结果表明，虽然北太平洋水在冰期时迁移到海洋中，但其中所含的碳在迁移过程中并没有释放到大气中。比如汽水瓶用力摇晃时，会释放出大量气泡；当瓶子安静放置时，气泡的释放速度会大大降低。就碳循环而言，弱海洋可以更好地将碳封存在深海中。冰河时期，来自北太平洋的深水侵入南大西洋并被保存下来，这说明冰河时期海水混合比较慵懒。

在此基础上，研究团队提出了全新的冰川海洋环流模式。该模型表明，与当前海洋相比，相当大的冰期深海被富碳水体占据，并提出北太平洋深水扩张可能是导致冰期大气CO2急剧下降的关键过程。这一过程很好地解决了前人没有认识到的冰期全球大气CO2下降的原因。最重要的是，水体的扩张基本上与大气CO2的最后20ppm下降同步。

中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室研究员金、博士、张飞深入参与了此项研究工作。该研究得到了国家自然科学基金和黄土与第四纪地质国家重点实验室的资助。

CO32-现代和最后一个冰河时期深大西洋的横截面