作为巨大的碳储库，海洋对不同时间尺度的大气二氧化碳（CO2）变化起着至关重要的作用。南极冰心记录了千年-百年尺度大气CO2波动，但是这些波动具体是受哪些海洋过程调控呢？这一问题至今尚未解决。为更准确地预测未来大气CO2变化，人们亟需深入理解全球碳和营养物质循环及其与温盐环流的耦合机制，这也是深入理解全球碳循环-气候变化机制的一个重要渠道。
由于海-气CO2交换发生在海洋表层，因此大多数科学家凭借生长在表层海洋的生物载体（如浮游有孔虫的钙质壳体、硅藻的蛋白石骨骼等）来开发不同指标，用以研究海洋与大气的碳交换。然而，依据这些载体指标所获得的数据信号存在着诸多不确定性和时空差异，从而影响碳循环机制的准确理解。
与表层海洋对比，海洋内部水体可综合全年的海-气CO2交换信号，基本不受季节变化的影响。因此，在一定程度上，海洋内部水体可更好地反映大范围海域对大气CO2的影响。不过，海洋内部碳循环也受多个过程调节，并非所有过程都可直接反映海-气CO2交换信息。
针对这一关键任务，青岛海洋科学与技术试点国家实验室研究员于际民领衔的国际研究团队开发了一种全新的、可有效反映海-气CO2交换的示踪计—DICas（Nature Communications，2019）。利用这一新型示踪计，并结合数值模拟，该研究团队巧妙地量化了南大洋排碳通量，进而揭示了末次冰消期海洋与大气之间的CO2交换过程。
相关研究成果于近日发表在Nature Geoscience上。于际民为第一/通讯作者，中国科学院地球环境研究所研究员金章东为第三作者。这项工作由来自青岛海洋科学与技术试点国家实验室、澳大利亚国立大学、美国伍兹霍尔研究所、中科院、澳大利亚新南威尔士大学、美国康涅狄格大学等单位的科学家组成的国际团队完成。