최근 단일 초대륙이었던 곤드와나(Gondwana) 대륙이 냉각 현상을 겪은 후인 오르도비스기 후기에 해양 탈산소화가 시작됐다는 주장이 제기됐다. 

리처드 조지 스토키 박사는 “수억 년 전 발생했던 대량 멸종 당시 산소 결핍 범위와 강도를 입증할 증거가 부족해 불확실한 점이 많다”고 말했다.

역사상 지구의 생명체를 완전히 바꿔버린 대량 멸종 사건 중 하나로 4억 4,000만 년 전 발생한 오르도비스기-실루아기 멸종이 꼽힌다. 대표적인 5가지 대량 멸종 사건 중 두 번째로 많은 종이 멸종한 사건이다. 

학자들은 대륙 이동설과 그 뒤를 이은 기후 변화로 인해 오르도비스기-실루리아기 멸종이 발생했으며 이 사건으로 지구상 모든 생명체 중 최대 85%가 사라졌다고 추측하고 있다. 이 대량 멸종은 지구상의 물을 가둬둔 대규모 빙하 작용과 관련이 있으며 이 때문에 해수면이 급격히 하락했다.

이전에 학자들은 화산 가스가 대기를 중독시켰거나 극초신성에서 치명적인 감마선을 방출해 대규모 멸종 사건이 발생했다고 분석했다. 

연구자들은 증거를 수집하기 위해 기존의 금속 동위원소 데이터와 대량 멸종 당시 지질학적 기록이 담겨 있는 리비아의 무르주크 유역의 흑색 세일암에서 데이터를 수집해 모델을 만들었다. 이렇게 수집한 정보에는 육지에서 침출돼 강에서 해양으로 흘러가 해저에 가라앉은 우라늄과 몰리브덴 같은 금속 관련 변인이 31가지 들어있다.

연구 결과, 심각하고 장기적인 산소 결핍, 즉 탈산소화 현상이 해저 전반에서 발생하고 있었다. 해양 탈산소화는 산소 염수에 영향을 미치며 산소가 풍부한 해수의 순환 패턴을 바꿀 수 있다. 지구 각지 해양의 산소량이 동일하지 않다는 연구 결과도 이미 발표된 바 있다. 이 때문에 산소가 거의 없는 해양 지역을 ‘산소 최저 지역’이라고 부른다.

해양 지역의 저산소 수치는 대부분 해양 생명체에게 치명적인 작용을 한다. 설상가상으로, 학자들은 이러한 저산소 지역이 확장되고 있으며 생물학적, 생태학적, 경제학적, 기후적으로 극적인 변화를 초래할 수 있다고 전망했다. 탈산소화는 해저뿐만 아니라 모든 해안 지역까지 피해가 확대될 수 있다. 학자들은 1960년대 이후 해양 산소 수치가 평균 2% 감소했다고 주장했다.

오늘날에도 지구 온난화 때문에 해양 산소 결핍 현상이 일어나고 있다. 온난화는 여러 가지 방식으로 해양과 산소 용해 정도에 영향을 미치고 있다. 이 때문에 연구자들은 해양 탈산소화가 다양한 생명체에 부담으로 작용할 것이라고 주장하고 있다.