Eine sehr genaue Methode zur Ermittlung der Gaszusammensetzung der Atmosphäre früherer Epochen beruht auf der Tatsache, dass das Verhältnis der Sauerstoffisotope O-16 und O-18 im gelösten Sauerstoff des Wassers temperaturabhängig ist. Während im Wasser der Ozeane das leichtere Isotop O-16 einen Anteil von 99% hat, erreicht das schwerere O-18 Isotop nur einen Anteil von einem Prozent. Gefriert flüssiges Wasser, so wird dabei überwiegend das leichtere O-16 eingebunden, während im verbleibenden Meerwasser der Anteil an O-18 ansteigt. Im Eis der Polkappen werden also aufgrund physikalischer Gesetze bevorzugt die leichteren O-16 Isotopen gefunden.

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Auch Die Sauerstoffisotopen-Zusammensetzung in den Schalen der Kammerlinge ist von der Meerestemperatur zur Zeit des Sauerstoff-Einbaus abhängig. Somit ist es möglich, Rückschlüsse auf früher herrschende Wassertemperaturen zu ziehen.