尽管越来越多的证据表明，我们现在生活在前所未有的大气温室气体水平之下，但由于缺乏全面的历史知识，我们无法将当今的二氧化碳排放纳入具体的长期背景中。那么，如果我们能够利用地球自身的记录来填补这些重要的空白呢？
俄勒冈州立大学（OSU）和圣安德鲁斯大学（University of St Andrews）的科学家们与美国国家科学基金会（US National Science Foundation）合作，在一项新的研究中采用了这种大胆的方法，通过南极冰层中的微小气泡，揭开了大气中二氧化碳长达 5 万年的时间线，这些气泡在地球表面下数英里处被时间冻结。
奥斯陆大学助理教授、该研究的第一作者凯瑟琳-温特（Kathleen Wendt）说："研究过去可以告诉我们今天有什么不同。今天的二氧化碳浓度变化速度确实是前所未有的。"
研究小组利用通过钻探两英里（3.2 千米）深的南极西部冰原（WAIS）分水岭冰芯提取的冷冻样本，对冰块中保存的小块气体进行了化学分析，以清楚地了解大气中二氧化碳在许多许多年中的变化情况。
研究人员发现，大气中的二氧化碳浓度曾有过远超过"正常"范围的升高期，但与我们现在所面临的情况相比，人为温室气体排放所造成的二氧化碳浓度就显得微不足道了。在 5 万年的时间里，大气中二氧化碳的自然消长确实在 55 年中增加了大约百万分之 14，每 7000 年左右增加一次。而现在，每隔五到六年，大气中的二氧化碳含量就会增加相同的数量。
从根本上说，现在二氧化碳含量的增长速度是过去 5 万年任何时候的 10 倍。
温特说："我们的研究确定了有史以来观测到的二氧化碳自然上升的最快速度，而今天主要由人类排放驱动的二氧化碳上升速度要高出10倍。"
研究小组的分析为我们描绘了一幅清晰的地球大气二氧化碳历史波动的长期图景，其中还揭示了与北大西洋寒冷间歇（或海因里希事件）相吻合的峰值，而北大西洋寒冷间歇与突如其来的重大气候变化有关。
"这些海因里希事件确实非同寻常，"这项研究的共同作者、美国俄亥俄州立大学副教授克里斯托-布伊泽特（Christo Buizert）说。"我们认为它们是由北美冰盖的剧烈崩塌引起的。这引发了一连串的连锁反应，包括热带季风、南半球西风以及从海洋中排出的大量二氧化碳。"
现有的气候数据预测，随着地球变暖，这些西风可能会变得更强、更频繁，如果是这样的话，就会降低至关重要的南大洋吸收和容纳人类产生的二氧化碳的能力。可以说，随着地球持续变暖，这并不是科学家们希望看到的正反馈循环。
温特补充说："我们依靠南大洋吸收我们排放的部分二氧化碳，但迅速增强的南风削弱了南大洋吸收二氧化碳的能力。
研究人员总结说："本研究解析的大气二氧化碳上升速度和幅度为气候突变期间的碳循环变异性提供了重要的制约因素，并敦促人们警惕现代南大洋碳汇有可能因南大洋西风的持续极向增强而减弱。"
这项研究发表在《美国国家科学院院刊》上。