Một số nhà nghiên cứu địa chất tin rằng nhiệt độ nước biển thời cổ đại cực nóng (ít nhất 70 độ C), trong khi một số người lại cho rằng xấp xỉ với mức nhiệt ngày nay (khoảng 15 độ C). Cả 2 luồng ý kiến này đưa ra đều dựa trên những thay đổi về thành phần đồng vị của oxy trong các khoáng vật kết tủa ngoài nước biển (như khoáng vật carbonate được tìm thấy trong đá vôi), song dẫn đến những kết luận khác nhau. Các nhà khoa học gặp khó khăn khi xác định liệu xu hướng của thành phần đồng vị này phụ thuộc vào hiện tượng nước biển lạnh dần hay thành phần đồng vị trong nước thực sự thay đổi.
Nhóm nghiên cứu thuộc Viện Khoa học Weizmann (Israel) đã tiến hành xác định tỷ số đồng vị oxy tùy theo nhiệt độ giữa các oxít sắt và dung dịch nước, rồi xây dựng cơ sở dữ liệu về đồng vị oxy trong oxít sắt dưới biển cách đây 2 tỷ năm. Để tìm hiểu, các nhà nghiên cứu đã chuyển sang nghiên cứu các hạt trầm tích nhỏ (Ooid) chứa các lớp oxít sắt thời cổ đại.
Để đo tỷ lệ đồng vị oxy trong các mẫu oxide sắt, các nhà nghiên cứu đã tạo ra một cơ sở dữ liệu gồm các thành phần đồng vị dưới dạng các hạt trầm tích nhỏ khác nhau. Các hạt trầm tích nhỏ được thu thập từ hàng chục địa điểm trên Trái Đất, đại diện cho nhiều thời kỳ địa chất khác nhau, trong đó thời điểm lâu đời nhất là khoảng 2 tỷ năm trước. Kết quả cho thấy xu hướng địa chất theo như quan sát là do sự thay đổi của thành phần đồng vị oxy trong nước, chứ không phải là hiện tượng nước biển lạnh dần.
Theo các nhà nghiên cứu, phát hiện này có thể đem đến những manh mối về mọi thứ từ điều kiện sống của các loài động, thực vật nguyên thủy cho đến lịch sử địa chất của đại dương. Cơ sở dữ liệu trên được xem là một “con tàu thời gian” có thể được dùng để giúp các nhà khoa học phân tích hóa học nước biển từ thời xưa cũng như những thay đổi của đại dương từ đó đến nay.
Trước đó, một số nghiên cứu chỉ ra rằng đại dương đã từng rất nóng cách đây khoảng hơn 3 tỷ năm và lạnh dần còn 30 độ C cách đây 800 triệu năm. Hiện tượng lạnh dần này thuận lợi cho các sinh vật sống bắt đầu sinh sôi, nảy nở trong các đại dương. Nhiệt độ càng cao, khí oxy càng ít tan trong nước. Trong khi đó, các sinh vật đa bào phức tạp cần khí oxy để phát triển.
