Wissenschafter prognostiziert, dass das aktuelle Weltklima bei gleichbleibendem Trend auf Bedingungen zusteuert, die jenen der mittleren Kreidezeit vor rund 120 bis 90 Millionen Jahren gleichen. Damals herrschte in der Atmosphäre ein Treibhausklima, das schließlich zu Extremereignissen mit Massensterben in den Ozeanen führte.
In diesen Zeiträumen beherrschten sauerstofffreie Todeszonen mit Schwefelwasserstoff weite Teile der Meere. Die Erdwissenschafter schließen dies aus der Untersuchung von Sedimentabfolgen, denn dort sind Klima- und Umweltänderungen der Erdgeschichte archiviert. Die Wissenschafter deuteten auf sauerstofffreie (anoxische) und Rotsedimente auf sauerstoffreiche (oxische) Zeitalter hin.
Die Kreidezeit war geprägt von hohen Kohlendioxidgehalten; sie betrugen etwa das zwei- bis achtfache der präindustriellen Konzentrationen. Zurückzuführen ist dies vor allem auf verstärkten Vulkanismus, wodurch ein Treibhausklima entstand. Dies ließ die Planktonproduktivität stark ansteigen, was weltweite Algenblüten auslöste. In der Folge wurde giftiger Schwefelwasserstoff freigesetzt, es konnte kein Sauerstoff mehr den Meeresboden erreichen. Es kam zu einem Aussterben mariner Lebewesen, zurück blieb eine anoxische (sauerstoffreie) Faulschlamm-Sedimentation am Meeresboden. Heute erinnern Schwarzschieferlagen in den Sedimenten der Kreidezeit an diese Katastrophe.
Rotsedimente, die ebenfalls in der Kreidezeit entstanden, weisen im Gegensatz zu Schwarzschiefer auf extremen Sauerstoffreichtum hin. Sauerstoffreiche Bedingungen führten zu abgelagerten roten Tiefseesedimenten – Cretaceous Oceanic Red Beds (CORB), eine Art „Wüstensediment“ am Meeresboden durch Nährstoffarmut und Mangelsedimentation. Die rote Färbung ist ein Hinweis auf oxidiertes Eisen, das in Form des Minerals Hämatit fein verteilt in diesen Sedimenten vorliegt. Schwarzschiefer und Rotsedimente stehen für extreme Klimaschwankungen in der Kreidezeit. Die Untersuchungen ergaben, dass es in der Kreidezeit zu mehreren abrupten Klimaschwankungen gekommen war. Ein Normalzustand der Ozeane trat aber erst nach einem Zeitraum von mehreren zehntausenden bis hunderttausenden Jahren ein.
Mit immer genaueren isotopengeochemischen und zyklostratigraphischen Untersuchungsmethoden kann mittlerweile in den Sedimentabfolgen eine Zeitauflösung von ca. 20.000 Jahren erreicht werden, in seltenen Fällen ist die Auflösung noch höher. Damit lassen sich vor allem die längerfristigen Entwicklungen heutiger Umweltveränderungen gut vergleichen.
Im Jahr 2070 wird die anthropogen gesteigerte Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre etwa den Schwellwert der Kreidezeit erreichen. Eine Rückkehr zu Bedingungen, wie sie in der Kreidezeit geherrscht haben, ist damit sehr wahrscheinlich, vor allem, wenn in der Folge der Klimaerwärmung die Eiskappen schmelzen. Das Achtfache des präindustriellen Kohlendioxidwertes könnte, ohne regulierende Maßnahmen, im Jahr 2330 erreicht werden.