Omfattande havsis täckte världens hav under den senaste istiden, som hindrade syre från att tränga in i djupa havsvatten, komplicerar förhållandet mellan syre och kol, en ny studie har funnit.

"Havsisen är faktiskt som ett stängt fönster för havet, "sa Andreas Schmittner, en klimatforskare vid Oregon State University och medförfattare på pappret. "Det stängda fönstret håller frisk luft ute; havsisen fungerade som en barriär för att hindra syre från att komma in i havet, som inaktuell luft i ett rum fullt av människor. Om du öppnar fönstret, syre utifrån kan komma in och luften är inte lika inaktuell. "

Resultaten, publicerades nyligen i Naturgeovetenskap , utmana tidigare antaganden om förhållandet mellan syre och koldioxid i djuphavsvatten. Att förstå detta förhållande ger forskare viktig inblick i hur världens hav kan reagera på klimatförändringar, sa Schmittner, professor i OSU's College of Earth, Hav, och atmosfäriska vetenskaper.

Havet spelar en viktig roll i kolcykeln; koldioxid från atmosfären löses upp i ytvatten, där alger förvandlar kolet till organiskt material. Andningen av det organiska materialet tar bort syre när kolet sjunker till djuphavet. Processen att överföra kol från havets yta till djupet kallas den biologiska pumpen.

För närvarande, havet tappar syre och den trenden förväntas fortsätta eftersom syre lösligheten minskar när temperaturen värmer. Det skulle leda till att forskare förväntar sig högre syrekoncentrationer under den senaste istiden, när haven var kallare, Schmittner sa, men sediment som tidigare samlats in under havsbotten visar lägre syrenivåer i djuphavet under den perioden.

Forskare har tidigare teoretiserat att den biologiska pumpen var starkare under den senaste istiden, ökande kolandning. Men det förutsätter att havets syre på ytan är i jämvikt med atmosfären, Sa Schmittner.

I deras nya verk, Schmittner och hans kollegor, Ellen Cliff och Samar Khatiwala vid University of Oxford, använde modellering för att undersöka de lägre syrenivåerna i djuphavet.

De fann att obalans spelade en viktig roll i kolcykeln. Djuphavs syrekoncentrationer minskade eftersom ytvatten var mindre jämviktigt med atmosfären. Obalansen var ett resultat av den stora havsisen främst över södra oceanen, liksom högre järnbefruktning från istidens atmosfär, som var dammigare, Sa Schmittner.

Det betyder att djuphavets syrenivåer inte bara informeras av den biologiska pumpprocessen, men också vid havsisen, eller brist på, precis som rummets luftkvalitet kan förändras genom att ett fönster öppnas eller stängs, han sa.

Forskarnas metod för att förstå havs roll och andra processer i havets kol- och syrecykler kan också tillämpas på framtida klimatmodellering, Sa Schmittner.

"Nuvarande modeller kan inte skilja effekterna från den biologiska pumpen på havs syre från havsis eller andra influenser, "sa han." Detta förändrar vår förståelse av processen och orsakerna till dessa förändringar. "