接下来，研究人员把注意力转向了古新世到始新世的气候最暖期（或者PETM），这段时期发生在5600万年前。由于突然向大气中释放碳物质（然而却不如今天的排放突然），在2万年时间内全球温度增加了大约6摄氏度。PETM时期发生了7500万年来深海有孔虫类的最大灭亡，而且是近3亿年来的四大最严重珊瑚礁灾难之一。

　　我们没有这个时期的PH值完整记录，因此无法讲述多少灭绝是由海洋酸化导致的，与此相反的是海水升温导致的温度变化或者是水溶氧的减少。研究小组同样调查了中生代的几次大灭绝，中生代是恐龙的存活时期。三叠纪和侏罗纪的更替期就包括了大气中二氧化碳的在相当短的时期内大量增加（增加了1300-2400ppm），或许只有短短2万年。

　　作者写道：“推测这一时期发生了一场钙化危机，礁石和石珊瑚经历了几乎全部的倒塌。”然而尚不清楚的是这场灾难有多少责任归咎于酸化而不是升温。我们最终研究了大灭绝。二叠纪到三叠纪时期的大灭亡（大约2.52亿年前）造成大约96%的海洋生物灭亡。但是二氧化碳释放到大气中的速度比现在的排放速度低10-100倍。

　　最后研究人员们推断，古新世到始新世的气候最暖期、三叠纪侏罗纪的更替期、二叠纪三叠纪更替期与今天是最相似的，至少就酸化而言是这样的。由于后两者海洋化学数据的缺乏，古新世到始新世的气候最暖期对我们对比现在情况是最佳选择。但仍不完美的是二氧化碳的增长速度比今天要低。

　　或许更为重要的是事实上海洋化学过程的敏感度随后降低了。由于海洋中脊附近火山活动的差异，海水中的镁和钙的比例随着时间发生变化。当镁含量高的时候（就像今天一样），一种被称为霰石的碳酸钙变得非常显著。霰石比方解石可溶性更高，因此霰石海洋更容易受到酸化的影响。尽管古新世到始新世的气候最暖期不是以霰石海为特征，但对于许多海洋生物是一段动荡的时期。

　　在作者们频繁的指出区分海洋酸化和气候变化副作用困境的时候，他们争论说这事实上是一个学术运动。酸化、温度变化和溶解氧的变化史无前例的聚合到一起，那种组合造成了无法预知的情况。作者推断：“现在的二氧化碳释放速度显露出推动组合的能力，而且海洋化学的重大变化可能至少是过去3亿年地球历史上史无前例的，提高的可能性让我们进入了一种未知的海洋生态系统变化领域。”

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