挖掘我们星球的过去可能有助于我们为炎热的未来做好准备。古新世-始新世热峰期（PETM）是历史上气温的一次急剧上升，大约发生在5590万年前。那个时期以海洋生产力、水循环、海洋酸化和陆地动物迁徙的变化为标志。现在，英国研究人员的一项新研究证实，当时海洋中的溶解氧含量较低。
同样，现代气候变化造成的低氧区威胁着海洋生物和依赖海洋获取食物的人类。根据欧洲和美国研究人员2009年的一项综述，北太平洋和热带海洋中的脱氧区在过去50年里有所扩大。
为了窥探古代气候，寻找我们未来可能的线索，古海洋学家Alex Dickson和他在英格兰开放大学的同事分析了综合海洋钻探计划（一个正在进行的国际海洋研究项目）收集的沉积物样本。沉积物岩心取自北冰洋的罗蒙诺索夫海岭。该团队通过测量沉积物样本中钼同位素的比例来估计全球海洋中低氧海水的范围。该团队在7月号的《地质学》杂志上写道，这些比例“意味着与当今相比，低氧海洋环境的水平略高但显著更高”。
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研究人员分析的海洋沉积物是“黑色、粗糙”且富含硫、贫氧的。富氧和贫氧海底沉积物的比例调节着钼同位素的平衡。Dickson解释说，在富氧环境中，较轻的钼同位素会附着在锰氧化物的表面。但这个过程（称为吸附）发生得很慢。一个钼原子平均会在海洋中停留数十万年，然后才被吸附。然而，在低氧但富硫的海洋沉积物中，所有钼同位素都会被迅速吸收，无论其重量如何。因此，富硫、贫氧的沉积物反映了沉积物沉积期间海水中钼同位素的组成。一旦估计出海水的比例，它就为研究人员提供了一种计算古代海洋中不同氧合区域范围的方法。
一个有趣的次要发现是一些样本的同位素比率超出了一般观察到的范围。Dickson推测，极低的值可能反映了水热火山活动时期，或者是不寻常的化学条件，如海水pH值的改变。该团队需要分析其他同位素特征才能找到答案。Dickson还希望分析其他与所研究样本相似的沉积物样本。漂流的浮冰使得在北冰洋钻探变得棘手，而该团队分析的岩心在PETM开始附近缺失了一段。
加利福尼亚大学河滨分校的生物地球化学教授Tim Lyons赞扬了研究人员的这项研究的彻底性，并称其为首次通过实验验证PETM期间变暖导致海洋中氧气含量降低的观点之一。Lyons没有参与这项研究，他明确指出，这项研究并没有证明低氧水平导致了大规模的海洋生物死亡，但这确实表明海洋环境中的某些东西“可能非常不同。而记录中缺失的部分可能更加引人注目。”（Lyons共同撰写了关于该团队工作的评论。）
Lyons说，这些发现在今天气候变化的情况下非常重要。“我们希望它能引起共鸣，”他补充道，“这种广泛的现象可能会对海洋和我们与海洋的关系产生重大影响。”
PETM与当前的气候变化有一些相似之处，但也存在关键差异。多方面的证据表明，数百万年前的快速变暖是由大量碳释放到大气中引发的，但确切原因尚不清楚。在那段时间里，气温在短短几万年内上升了大约5到8摄氏度，这在地球地质时期看来只是一眨眼的功夫。今天的气温可能会以相似的幅度升高，但这种变化发生在几百年内，二氧化碳的释放速度快了一个数量级，Dickson说。此外，PETM发生在已经温暖的“温室”气候期间，这是地球周期中以温暖的气温和少量大型冰盖为特征的时期。相比之下，地球目前处于“冰室”气候，但归因于人类活动的现代气候变化已经使地球远离了可能的冰河时代。
“总而言之，我们今天看到的情况更加极端，”Dickson说。他还解释说，古代海洋环境肯定也受到与研究人员今天看到的不同的海洋环流模式的影响。然而，人们对这种模式的具体情况知之甚少。尽管有这些警告，探索PETM仍能使科学家更清楚地了解地球如何应对气候变化，并可能为评估我们目前在变暖趋势中所处的位置提供一种有用的新方法。