美国加利福尼亚大学里弗赛德分校研究人员表示，他们发现了科研人员长期以来对地球碳循环系统的理解中的关键性空白部分。通过填补这个缺失的部分，他们如今认为，地球经历过全球变暖的时期后，会朝相反的方向过度变化，可能为冰河时代的到来创造条件。

几十年来，科研人员一直认为地球气候调节是通过岩石风化作用驱动的一个缓慢但可靠的自然过程实现的。这种机制被视为一种稳定的力量，可以防止气温变得过低或过高。在这个过程中，雨水从大气中吸收二氧化碳，然后落在无植被覆盖的地表上。随着水与岩石，尤其是花岗岩等硅酸盐岩石相互作用，水会逐渐将岩石分解。溶解的物质与雨水所吸收的二氧化碳一起被带入海洋。

到达海洋以后，碳与岩石中释放的钙结合，形成贝壳和礁灰岩。这些物质在海底沉积，将碳长期封存达数亿年，从而缓慢减少大气中的二氧化碳含量。加利福尼亚大学里弗赛德分校地质学家安迪·里奇韦尔是发表在《科学》周刊上的该研究的作者之一，他说：“随着地球气温升高，岩石风化速度变快，吸收了更多二氧化碳，从而使地球再度降温。”

然而，地质记录却讲述了一个更为戏剧性的故事。有证据表明，在地球最早的一些冰河时代期间，环境极端恶劣，几乎整个地球表面都被冰雪覆盖。研究人员表示，这种程度的低温无法仅用简单自我调节的气候系统来解释。该研究团队认识到这一点后，开始寻找是否存在另一个过程，会将气候从温和的平衡状态推向极端。

研究团队发现，另一个过程涉及碳是如何被埋藏在海洋中的。随着大气中二氧化碳增加并导致气温升高，降雨将更多营养物（比如磷）带入海洋。这些营养物会刺激通过光合作用吸收二氧化碳的浮游生物生长。浮游生物死亡后，会带着自己吸收的碳沉入海底。这一过程将碳从大气中移除，并将其储存在海洋沉积物中。

然而，在气温升高的情况下，这个系统发生了变化。浮游生物变多会降低海洋中的氧气含量。由于可用的氧气变少，磷更有可能重新被释放到水体中，而不是被永久埋藏。这种再循环的磷会促使更多浮游生物生长，而这些浮游生物腐烂后会进一步消耗氧气，让营养物继续循环。

随着这个循环持续推进，大量碳被埋藏，全球气温开始下降。这种循环不会缓慢地使地球气温稳定下来，而是会使气温下降到远低于原本气温的程度。在该研究团队的计算机模拟中，这种影响足以触发新一轮冰河时代。

里奇韦尔将这一过程比作制冷过度的空调。他说：“在夏天，你把空调温度设置在78华氏度左右（约合25摄氏度）。白天，随着室外气温升高，空调的制冷功能会将室内多余的热量抵消，直到室温降至78华氏度，然后空调就不再制冷。”

同样用这种类比方法，他解释说，地球的气候控制机制并没有被打破。只是可能反应不及时，就像是温度自动调节器和制冷装置距离太远。根据这项研究，古代地球的大气中氧含量较低，导致这种气候控制机制远不如现在稳定，这有助于解释为什么早期冰河时代的环境如此恶劣。