海洋是大气中二氧化碳的重要汇集处，对调节气候起着关键作用。二氧化碳被海洋吸收后，可被水团吸入和输运，或在光合作用中被吸收并转化为有机物。大部分有机物在被浮游动物和微生物进食和分解时在海洋表面再循环。然而，这些有机物中虽小但却十分重要的一部分沉入海洋深处，与大气隔绝数百年。
这种雨点般下沉的有机物是食物链中海洋生物的重要能量来源。大气和海洋之间碳平衡是由这些物理和生物过程的速率所控制的。海洋温度或化学的变化可能会改变这些速率，从而导致全球碳平衡的转变。
国际原子能机构利用稳定的天然放射性同位素来研究有机物的来源和演变，并了解海洋在全球碳循环中的作用。其放射生态学实验室通过以下两种方式测量碳向深海的流量：使用雨量计状的沉积物捕集器直接捕获有机物；或间接使用天然放射性核素（钍-234、铀-238、钋-210和铅-210），在下沉物通往海底的路径中，吸附到下沉物上。将这些工具应用于诸如上升流区（寒冷、富含营养的水从下方“上涌”）和极地海洋等多种海洋环境，有助于确定这种下沉流量的程度，并评价其对气候变化的敏感性。
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