科學家可以透過鑽取格陵蘭島和南極洲冰蓋深處的冰芯樣本，研究地球長達80萬年前的氣候。關於氣溫和二氧化碳水平的詳細資訊被儲存在這些樣本中。目前的極地記錄顯示，大氣中的二氧化碳與自然界中的溫度之間存在密切的聯絡。本質上，當一個上升時，另一個也會隨之上升。
然而，關於哪個先出現——是溫度的峰值還是二氧化碳的峰值，仍然存在一定程度的不確定性。到目前為止，關於地球氣候重大變化的最全面的記錄來自南極高原的EPICA Dome C冰芯。資料顯示，在上次冰河時代結束時，即20,000到10,000年前，二氧化碳水平可能滯後於全球氣溫上升高達1,400年。“二氧化碳滯後於溫度的想法是氣候變化懷疑論者抓住不放的，”俄勒岡州立大學地球、海洋和大氣科學學院的愛德華·布魯克說。“他們說，‘當你們告訴我溫度先變化時，二氧化碳水平怎麼會影響全球氣溫？’”
法國冰川學和地球物理環境實驗室的弗雷德里克·帕雷寧和他的研究團隊可能找到了這個問題的答案。他的團隊根據現有資料和過去30年在南極內陸鑽取的五個冰芯，彙編了南極氣溫和二氧化碳資料的詳盡記錄。他們的研究結果於2月28日發表在《科學》雜誌上，結果表明二氧化碳滯後於溫度的時間不到200年，大大減少了之前估計的不確定性。
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EPICA冰芯資料中較大的誤差範圍是由於空氣被困在冰層中的方式造成的。積雪從表面向下逐漸變得越來越密，大約在100米處形成固體冰。科學家利用冰中捕獲的空氣來確定過去氣候的二氧化碳水平，而利用冰本身來確定溫度。但由於空氣在冰層中迅速擴散，這些氣泡比周圍的冰要年輕。這意味著在降雪量少的地方——比如Dome C冰芯——氣體和冰之間的年齡差異可能達到數千年。
帕雷寧的團隊用一種新方法解決了這些問題，該方法確定了氣體和冰的不同年齡。他們測量了一種同位素氮15的濃度，這種同位素的濃度隨著積雪深度的增加而增加。一旦他們能夠從氮15的資料中確定積雪深度，一個簡單的模型就可以確定氣體和冰之間在深度上的偏移量以及該差異所代表的時間量。然後，研究人員比較了多個地點的結果，以減少誤差範圍。
“我們的方法考慮了更多的資料，並表明南極溫度和二氧化碳水平的年齡差異比我們之前認為的要小，”帕雷寧說。“我認為這可能有助於改變關於氣候變化的討論的基調。”