海洋中的大部分活動發生在頂部 300 英尺（100 米）處。被稱為浮游植物的微觀植物在那裡茁壯成長，在光合作用過程中捕獲碳。當植物死亡時，它們會下沉並進入一個昏暗的“暮光區”，然後到達海洋深處的永恆黑暗。根據一項新的調查，該區域的生物活動充當了守門員，決定了捕獲的碳是儲存數千年還是快速迴圈到地表。
馬薩諸塞州伍茲霍爾海洋研究所的生物地球化學家肯·布塞勒和一組科學家在太平洋上對這個未被充分研究的暮光世界進行了調查，地點包括夏威夷和俄羅斯堪察加半島附近。該團隊部署了新的感測器，這些感測器會隨著有時強勁的水流漂移（與放置在海底或系在水面的感測器相比，可以更好地測量海洋雪），他們對動植物進行了取樣，並測量了捕獲的下沉碳物質的數量，以評估海洋作為真正的碳匯的作用。（海洋目前吸收了人類活動釋放的大約一半的溫室氣體，主要是二氧化碳。）“我們試圖測量碳轉移到深海的情況，”布塞勒說。
在 2004 年和 2005 年的兩次單獨航行中，科學家們能夠對這兩個地點的碳埋藏通量進行多次測量。資料是一致的：在日本和亞洲海岸附近，較冷的水域和更大的營養供應支援著一個蓬勃發展的生態系統，包括較大的浮游植物，它們吸收了相對較重的礦物質，如二氧化矽。因此，大約 50% 的捕獲碳會透過所謂的暮光區下沉——可能是因為它更重，因此下降得更快——而夏威夷附近較溫暖的水域僅有 20% 的捕獲碳下沉，這些水域支援較小的生命形式，研究人員本週在《科學》雜誌上報告。“一旦你到達 1,000 米 [3,280 英尺] 以下，你真的看不到最後一段路程的太多變化，”布塞勒說。“一旦你到達足夠深的地方，那些水域需要幾個世紀或幾千年才能重新通氣。”
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研究人員可以透過研究有多少碳被迴圈回地表來評估有多少碳可以被捕獲並儲存在深海中。目前，碳捕獲是透過馬丁曲線來測量的——這是一組來自 20 世紀 80 年代的資料，顯示碳進入海洋越深，被捕獲的碳就越多。但布塞勒說，馬丁曲線會低估亞洲 50% 的碳透過量，同時使夏威夷附近的實際速率翻倍。“這是一個很好的平均值，但它沒有描述海洋可能成為良好碳匯的系統動態，”他指出。“我們真的只是觸及了表面。”
該團隊已經改進了感測器設計，並計劃在百慕大附近的水域中採集一系列樣本，以檢查季節性變化和其他通量。“我們知道深海存在變化，”布塞勒解釋說。“其中大部分似乎不是由地表的變化控制的，而是由暮光區的變化控制的。”他補充說：“這個暮光區充當了碳向深海轉移的關卡。”海洋拯救地球免受氣候變化影響的能力可能取決於一個昏暗、潮溼世界中微觀動物的行為。