Abychom dokázali vnímat současnou globální změnu v historickém kontextu a zároveň mohli předvídat její důsledky, potřebujeme znát geologickou minulost planety Země. Dosavadní vědecké poznatky naznačují, že všechny rychlejší globální změny klimatu s sebou nesly také turbulence v živé přírodě a masová vymírání. Jedno z nejstudovanějších období přirovnávaných k současné změně klimatu je známé jako PETM (Termální maximum paleocénu-eocénu), které nastalo před asi 56 miliony let. Nová studie publikovaná v časopise Nature opět potvrzuje, že pro rychlost uvolňování fosilních paliv doposud nemáme rozumného srovnání.

Vědci přirovnávají období PETM k současnosti zejména proto, že se v této době také rychle uvolnilo velké množství CO2 a následně se zvýšila globální teplota oceánů asi o 4—5 °C v průběhu několika tisíc let. Zároveň byl zaznamenán poměrně rychlý pokles pH oceánů, což mělo negativní důsledky pro mořský život. To pozorujeme i dnes. Toto období však bylo už na svém počátku asi o 10—15 °C teplejší než současnost a na planetě neexistovalo zhruba 100 milionů let prakticky žádné zalednění. Kontinenty měly již podobný tvar jako dnes, jejich umístění však bylo zcela odlišné. Koncem PETM se například Grónsko začalo oddělovat od Evropy.