科学家可以通过钻取格陵兰岛和南极洲冰盖深处的冰芯样本，研究地球长达80万年前的气候。关于气温和二氧化碳水平的详细信息被保存在这些样本中。目前的极地记录显示，大气中的二氧化碳与自然界中的温度之间存在密切的联系。本质上，当一个上升时，另一个也会随之上升。
然而，关于哪个先出现——是温度的峰值还是二氧化碳的峰值，仍然存在一定程度的不确定性。到目前为止，关于地球气候重大变化的最全面的记录来自南极高原的EPICA Dome C冰芯。数据显示，在上次冰河时代结束时，即20,000到10,000年前，二氧化碳水平可能滞后于全球气温上升高达1,400年。“二氧化碳滞后于温度的想法是气候变化怀疑论者抓住不放的，”俄勒冈州立大学地球、海洋和大气科学学院的爱德华·布鲁克说。“他们说，‘当你们告诉我温度先变化时，二氧化碳水平怎么会影响全球气温？’”
法国冰川学和地球物理环境实验室的弗雷德里克·帕雷宁和他的研究团队可能找到了这个问题的答案。他的团队根据现有数据和过去30年在南极内陆钻取的五个冰芯，汇编了南极气温和二氧化碳数据的详尽记录。他们的研究结果于2月28日发表在《科学》杂志上，结果表明二氧化碳滞后于温度的时间不到200年，大大减少了之前估计的不确定性。
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EPICA冰芯数据中较大的误差范围是由于空气被困在冰层中的方式造成的。积雪从表面向下逐渐变得越来越密，大约在100米处形成固体冰。科学家利用冰中捕获的空气来确定过去气候的二氧化碳水平，而利用冰本身来确定温度。但由于空气在冰层中迅速扩散，这些气泡比周围的冰要年轻。这意味着在降雪量少的地方——比如Dome C冰芯——气体和冰之间的年龄差异可能达到数千年。
帕雷宁的团队用一种新方法解决了这些问题，该方法确定了气体和冰的不同年龄。他们测量了一种同位素氮15的浓度，这种同位素的浓度随着积雪深度的增加而增加。一旦他们能够从氮15的数据中确定积雪深度，一个简单的模型就可以确定气体和冰之间在深度上的偏移量以及该差异所代表的时间量。然后，研究人员比较了多个地点的结果，以减少误差范围。
“我们的方法考虑了更多的数据，并表明南极温度和二氧化碳水平的年龄差异比我们之前认为的要小，”帕雷宁说。“我认为这可能有助于改变关于气候变化的讨论的基调。”