引起未来气候的变化的原因有自然因素和人为因素，哪一种因素决定未来气候的变化仍然是一个开放性的问题。地球气候不仅拥有一个同今天的气候状态相比“翻天覆地”的变化历史，而且呈现出一个周期性循环（冰川-间冰）和强大的自我调节机制，对于这种自然机制的研究能够为我们预见未来气候的变化提供线索。多种证据表明南大洋在海洋碳储存中起到重要作用，而二氧化碳在大气和海洋间的分配是理解冰川-间冰期循环机制的关键。
影响海洋碳存储和大气二氧化碳浓度的因素很多，包括物理、化学、生物等方面的原因，而是否存在一个主导因素，各种因素又是怎样关联在一起的，至今没有定论。Marzocchi and Jansen(2019)用数值模拟研究以上问题，他们的模式具有海-冰环流和生化生物地球化学模型的内核，而变化则完全由大气冷却来驱动。图1所示，这个模式成功地模拟了上一个冰川期大洋环流和海洋碳储存的基本特征，与近代（工业化前）海洋相比，1）冰川期海洋下层的翻转流与上层翻转流之间的界面抬升，并且它们之间的混合减弱，冰川期南极底层水变得与海面更加隔离；2）扩展了的南极海冰的覆盖作用使南大洋的海-气交换降低。
这个模拟值得注意的成果是量化了不同因素对上一次冰川期大气二氧化碳浓度降低的贡献。南大洋是深海碳库与大气交换的重要通道，模拟结果显示上一次冰川期大气二氧化碳分压的浓度比近代（工业化前）降低了约40ppm，其中，南极冰川扩展对海-气交换的隔离作用（Disequilibrium pump）成为主导因素，贡献了大约39ppm，海水温度变低溶解度增高的贡献（Solubility pump）大约16ppm，生物泵的贡献（Biological pump）大约-15ppm（负值是因为冰川期生物泵存储碳的能力减弱了）。
