挖掘我們星球的過去可能有助於我們為炎熱的未來做好準備。古新世-始新世熱峰期（PETM）是歷史上氣溫的一次急劇上升，大約發生在5590萬年前。那個時期以海洋生產力、水迴圈、海洋酸化和陸地動物遷徙的變化為標誌。現在，英國研究人員的一項新研究證實，當時海洋中的溶解氧含量較低。
同樣，現代氣候變化造成的低氧區威脅著海洋生物和依賴海洋獲取食物的人類。根據歐洲和美國研究人員2009年的一項綜述，北太平洋和熱帶海洋中的脫氧區在過去50年裡有所擴大。
為了窺探古代氣候，尋找我們未來可能的線索，古海洋學家Alex Dickson和他在英格蘭開放大學的同事分析了綜合海洋鑽探計劃（一個正在進行的國際海洋研究專案）收集的沉積物樣本。沉積物岩心取自北冰洋的羅蒙諾索夫海嶺。該團隊透過測量沉積物樣本中鉬同位素的比例來估計全球海洋中低氧海水的範圍。該團隊在7月號的《地質學》雜誌上寫道，這些比例“意味著與當今相比，低氧海洋環境的水平略高但顯著更高”。
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研究人員分析的海洋沉積物是“黑色、粗糙”且富含硫、貧氧的。富氧和貧氧海底沉積物的比例調節著鉬同位素的平衡。Dickson解釋說，在富氧環境中，較輕的鉬同位素會附著在錳氧化物的表面。但這個過程（稱為吸附）發生得很慢。一個鉬原子平均會在海洋中停留數十萬年，然後才被吸附。然而，在低氧但富硫的海洋沉積物中，所有鉬同位素都會被迅速吸收，無論其重量如何。因此，富硫、貧氧的沉積物反映了沉積物沉積期間海水中鉬同位素的組成。一旦估計出海水的比例，它就為研究人員提供了一種計算古代海洋中不同氧合區域範圍的方法。
一個有趣的次要發現是一些樣本的同位素比率超出了一般觀察到的範圍。Dickson推測，極低的值可能反映了水熱火山活動時期，或者是不尋常的化學條件，如海水pH值的改變。該團隊需要分析其他同位素特徵才能找到答案。Dickson還希望分析其他與所研究樣本相似的沉積物樣本。漂流的浮冰使得在北冰洋鑽探變得棘手，而該團隊分析的岩心在PETM開始附近缺失了一段。
加利福尼亞大學河濱分校的生物地球化學教授Tim Lyons讚揚了研究人員的這項研究的徹底性，並稱其為首次透過實驗驗證PETM期間變暖導致海洋中氧氣含量降低的觀點之一。Lyons沒有參與這項研究，他明確指出，這項研究並沒有證明低氧水平導致了大規模的海洋生物死亡，但這確實表明海洋環境中的某些東西“可能非常不同。而記錄中缺失的部分可能更加引人注目。”（Lyons共同撰寫了關於該團隊工作的評論。）
Lyons說，這些發現在今天氣候變化的情況下非常重要。“我們希望它能引起共鳴，”他補充道，“這種廣泛的現象可能會對海洋和我們與海洋的關係產生重大影響。”
PETM與當前的氣候變化有一些相似之處，但也存在關鍵差異。多方面的證據表明，數百萬年前的快速變暖是由大量碳釋放到大氣中引發的，但確切原因尚不清楚。在那段時間裡，氣溫在短短幾萬年內上升了大約5到8攝氏度，這在地球地質時期看來只是一眨眼的功夫。今天的氣溫可能會以相似的幅度升高，但這種變化發生在幾百年內，二氧化碳的釋放速度快了一個數量級，Dickson說。此外，PETM發生在已經溫暖的“溫室”氣候期間，這是地球週期中以溫暖的氣溫和少量大型冰蓋為特徵的時期。相比之下，地球目前處於“冰室”氣候，但歸因於人類活動的現代氣候變化已經使地球遠離了可能的冰河時代。
“總而言之，我們今天看到的情況更加極端，”Dickson說。他還解釋說，古代海洋環境肯定也受到與研究人員今天看到的不同的海洋環流模式的影響。然而，人們對這種模式的具體情況知之甚少。儘管有這些警告，探索PETM仍能使科學家更清楚地瞭解地球如何應對氣候變化，並可能為評估我們目前在變暖趨勢中所處的位置提供一種有用的新方法。