海洋中的大部分活动发生在顶部 300 英尺（100 米）处。被称为浮游植物的微观植物在那里茁壮成长，在光合作用过程中捕获碳。当植物死亡时，它们会下沉并进入一个昏暗的“暮光区”，然后到达海洋深处的永恒黑暗。根据一项新的调查，该区域的生物活动充当了守门员，决定了捕获的碳是储存数千年还是快速循环到地表。
马萨诸塞州伍兹霍尔海洋研究所的生物地球化学家肯·布塞勒和一组科学家在太平洋上对这个未被充分研究的暮光世界进行了调查，地点包括夏威夷和俄罗斯堪察加半岛附近。该团队部署了新的传感器，这些传感器会随着有时强劲的水流漂移（与放置在海底或系在水面的传感器相比，可以更好地测量海洋雪），他们对动植物进行了采样，并测量了捕获的下沉碳物质的数量，以评估海洋作为真正的碳汇的作用。（海洋目前吸收了人类活动释放的大约一半的温室气体，主要是二氧化碳。）“我们试图测量碳转移到深海的情况，”布塞勒说。
在 2004 年和 2005 年的两次单独航行中，科学家们能够对这两个地点的碳埋藏通量进行多次测量。数据是一致的：在日本和亚洲海岸附近，较冷的水域和更大的营养供应支持着一个蓬勃发展的生态系统，包括较大的浮游植物，它们吸收了相对较重的矿物质，如二氧化硅。因此，大约 50% 的捕获碳会通过所谓的暮光区下沉——可能是因为它更重，因此下降得更快——而夏威夷附近较温暖的水域仅有 20% 的捕获碳下沉，这些水域支持较小的生命形式，研究人员本周在《科学》杂志上报告。“一旦你到达 1,000 米 [3,280 英尺] 以下，你真的看不到最后一段路程的太多变化，”布塞勒说。“一旦你到达足够深的地方，那些水域需要几个世纪或几千年才能重新通气。”
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研究人员可以通过研究有多少碳被循环回地表来评估有多少碳可以被捕获并储存在深海中。目前，碳捕获是通过马丁曲线来测量的——这是一组来自 20 世纪 80 年代的数据，显示碳进入海洋越深，被捕获的碳就越多。但布塞勒说，马丁曲线会低估亚洲 50% 的碳通过量，同时使夏威夷附近的实际速率翻倍。“这是一个很好的平均值，但它没有描述海洋可能成为良好碳汇的系统动态，”他指出。“我们真的只是触及了表面。”
该团队已经改进了传感器设计，并计划在百慕大附近的水域中采集一系列样本，以检查季节性变化和其他通量。“我们知道深海存在变化，”布塞勒解释说。“其中大部分似乎不是由地表的变化控制的，而是由暮光区的变化控制的。”他补充说：“这个暮光区充当了碳向深海转移的关卡。”海洋拯救地球免受气候变化影响的能力可能取决于一个昏暗、潮湿世界中微观动物的行为。