儘管越來越多的證據表明，我們現在生活在前所未有的大氣溫室氣體水平之下，但由於缺乏全面的歷史知識，我們無法將當今的二氧化碳排放納入具體的長期背景中。那麼，如果我們能夠利用地球自身的記錄來填補這些重要的空白呢？

俄勒岡州立大學（OSU）和聖安德魯斯大學（University of St Andrews）的科學家們與美國國家科學基金會（US National Science Foundation）合作，在一項新的研究中採用了這種大膽的方法，透過南極冰層中的微小氣泡，揭開了大氣中二氧化碳長達5 萬年的時間線，這些氣泡在地球表面下數英里處被時間凍結。

奧斯陸大學助理教授、該研究的第一作者凱瑟琳-溫特（Kathleen Wendt）說：”研究過去可以告訴我們今天有什麼不同。今天的二氧化碳濃度變化速度確實是前所未有的。”

研究小組利用鑽探兩英里（3.2 千米）深的南極西部冰原（WAIS）分水嶺冰芯提取的冷凍樣本，對冰塊中保存的小塊氣體進行了化學分析，以清楚地了解大氣中二氧化碳在許多許多年中的變化情況。

研究人員發現，大氣中的二氧化碳濃度曾有過遠超過”正常”範圍的升高期，但與我們現在所面臨的情況相比，人為溫室氣體排放所造成的二氧化碳濃度就顯得微不足道了。在5 萬年的時間裡，大氣中二氧化碳的自然消長確實在55 年中增加了約百萬分之14，每7000 年左右增加一次。而現在，每隔五到六年，大氣中的二氧化碳含量就會增加相同的數量。

從根本上說，現在二氧化碳含量的成長速度是過去5 萬年任何時候的10 倍。

溫特說：”我們的研究確定了有史以來觀測到的二氧化碳自然上升的最快速度，而今天主要由人類排放驅動的二氧化碳上升速度要高出10倍。”

研究小組的分析為我們描繪了一幅清晰的地球大氣二氧化碳歷史波動的長期圖景，其中還揭示了與北大西洋寒冷間歇（或海因里希事件）相吻合的峰值，而北大西洋寒冷間歇與突如其來的重大氣候變遷有關。

「這些海因里希事件確實非同尋常，」這項研究的共同作者、美國俄亥俄州立大學副教授克里斯托-布伊澤特（Christo Buizert）說。 “我們認為它們是由北美冰蓋的劇烈崩塌引起的。這引發了一連串的連鎖反應，包括熱帶季風、南半球西風以及從海洋中排出的大量二氧化碳。”

現有的氣候數據預測，隨著地球變暖，這些西風可能會變得更強、更頻繁，如果是這樣的話，就會降低至關重要的南大洋吸收和容納人類產生的二氧化碳的能力。可以說，隨著地球持續變暖，這並不是科學家希望看到的正向回饋循環。

溫特補充說：「我們依靠南大洋吸收我們排放的部分二氧化碳，但迅速增強的南風削弱了南大洋吸收二氧化碳的能力。

研究人員總結說：「本研究解析的大氣二氧化碳上升速度和幅度為氣候突變期間的碳循環變異性提供了重要的限制因素，並敦促人們警惕現代南大洋碳匯有可能因南大洋西風的持續極向增強而減弱。

這項研究發表在《美國國家科學院院刊》。