I laghi tendono a emettere anidride carbonica (CO2) nell'atmosfera, rendendoli attori importanti nella regolazione naturale del clima del pianeta. Però, la direzione del flusso di CO2 tra i laghi e l'atmosfera può essere influenzata dall'uomo o da fattori naturali come le precipitazioni o la temperatura dell'aria.

Il Lago Superiore è il più grande lago d'acqua dolce del pianeta, e una serie di studi dettagliati verificatisi alla fine degli anni '90 e all'inizio degli anni 2000 hanno rilevato che, come la maggior parte dei laghi, era una fonte netta di CO2 nell'atmosfera. Però, pubblicazioni precedenti descrivevano il Lago Superiore come un pozzo di CO2 atmosferica. Il Dr. Soren Brothers dell'Ecology Center e del Watershed Sciences Department dell'USU ha analizzato i dati di monitoraggio delle concentrazioni di ossigeno disciolto nel lago degli ultimi 50 anni. La sua analisi ha indicato che nella maggior parte degli anni il lago assorbe CO2 atmosferica da fine maggio a inizio ottobre, ma poi espelle CO2 durante l'inverno.

Questa rianalisi dei flussi di CO2 ha portato alla pubblicazione di Light potrebbe aver innescato un periodo di eterotrofia netta nel Lago Superiore in Limnologia e Oceanografia da Soren Brothers e dal suo co-autore Dr. Paul Sibley dell'Università di Guelph. La loro sintesi indicava che un potente evento climatico come El Niño 1997/98, insieme agli effetti del cambiamento climatico, potrebbe rendere il Lago Superiore una fonte estiva temporanea di CO2 nell'atmosfera. La loro ricerca dimostra come le dinamiche mutevoli della CO2 nei laghi contribuiscono e sono influenzate dai cambiamenti climatici. L'El Niño del 1997/98 è stato associato a un forte calo della copertura di ghiaccio invernale del Lago Superiore, mentre il cambiamento climatico aveva gradualmente riscaldato le sue acque e ridotto la sua copertura nuvolosa. Un contemporaneo aumento della limpidezza dell'acqua ha comportato una maggiore penetrazione della luce, liberando una parte del pool di carbonio organico disciolto del lago per il rilascio nell'atmosfera come CO2. Dalla prima metà degli anni 2000, il lago sembra essere tornato a un pozzo netto di CO2 atmosferica.

Poiché le caratteristiche dell'acqua del Lago Superiore sono per molti versi simili a quelle di alcune parti degli oceani del mondo, Brothers e Sibley suggeriscono che le loro scoperte potrebbero essere rilevanti per il grande pool globale di carbonio organico disciolto nelle acque marine. Esistono importanti implicazioni per i potenziali feedback marini-atmosferici con il futuro riscaldamento climatico.