海洋是大氣中二氧化碳的重要匯集處，對調節氣候起著關鍵作用。二氧化碳被海洋吸收后，可被水團吸入和輸運，或在光合作用中被吸收并轉化為有機物。大部分有機物在被浮游動物和微生物進食和分解時在海洋表面再循環。然而，這些有機物中雖小但卻十分重要的一部分沉入海洋深處，與大氣隔絕數百年。
這種雨點般下沉的有機物是食物鏈中海洋生物的重要能量來源。大氣和海洋之間碳平衡是由這些物理和生物過程的速率所控制的。海洋溫度或化學的變化可能會改變這些速率，從而導致全球碳平衡的轉變。
國際原子能機構利用穩定的天然放射性同位素來研究有機物的來源和演變，并了解海洋在全球碳循環中的作用。其放射生態學實驗室通過以下兩種方式測量碳向深海的流量：使用雨量計狀的沉積物捕集器直接捕獲有機物；或間接使用天然放射性核素（釷-234、鈾-238、釙-210和鉛-210），在下沉物通往海底的路徑中，吸附到下沉物上。將這些工具應用于諸如上升流區（寒冷、富含營養的水從下方“上涌”）和極地海洋等多種海洋環境，有助于確定這種下沉流量的程度，并評價其對氣候變化的敏感性。
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