由紅星新聞提供來自古新世海洋遺跡的化石表明，在靠近地表的地方，“更替”過程在PETM時期以極快的速度發生
靠近海岸的淺水區，蝸牛和蛤蜊相繼死亡，但很快又被類似的軟體動物取代，這些軟體動物扮演著同樣的生態角色——篩沙、吃海藻。而其他物種的變化則來得更為劇烈，比如鱗鲀和河豚在經歷一次大滅絕后，花了近2000萬年的時間才進化出足夠多的新物種，以恢復它們失去的多樣性。
而在赤道附近，與如今存活的珊瑚相似的珊瑚蟲消失了，被稱為“大型有孔蟲”的圓盤狀生物填補了它們的生態位，成為珊瑚礁的建造者，直至幾百萬年后海洋終于再度冷卻下來。
降水致全球氣候冰火兩重天
在PETM時期，氣溫上升導致全球雨水循環出現變化，為亞熱帶冠層的擴散提供了必要的幫助，從而產生了極地的沼澤森林。
由紅星新聞提供地球上的大部分天氣模式：空氣和水在海洋和天空中的循環方式，都受到炎熱赤道和寒冷兩極間的溫差影響。
在古新世——始新世前，地球中部附近蒸發的水形成了雨云，在熱帶地區和極緯度地區都有降水。然而，氣候變暖導致氣流的變化，使得更多的赤道水分在返回地球前，抵達了遙遠的南北極地區。這也是古代北極地區山核桃和柏樹得以生長的原因之一，這些植物為狐猴類、靈長類動物提供了攀爬的地方。
由紅星新聞提供研究表明，到本世紀末，美國西南部地區的土壤將比現在還要干上10%至20%，旱災的風險至少增加20%
但降下的雨水總得有去處，在世界上的一些地方，潮濕天氣的激增意味著干旱地區的水分會蒸發掉更多。現如今的氣候變化可能產生了類似的影響，更潮濕的冬天已經增加了歐洲西北部爆發破壞性洪水的頻率。與此同時，美國西南部正在一年比一年干旱。研究表明，到本世紀末，美國西南部地區的土壤將比現在還要干上10%至20%，旱災的風險至少增加20%。
全球數百水域恐將倒退回PETM時期
在PETM時期之初，海洋溫度已經很高了。例如，在變暖之前，古大西洋的赤道溫度為36.6度，比如今大西洋的溫度高出約8.8度。酷熱難耐的海水，使得深海失去了冷卻源，水里的氧氣水平下降。與此同時，全球變暖導致大量二氧化碳被海洋共吸收，這使得海水酸度急劇上升，很少有生命能在這樣令人窒息的地方生存。
由紅星新聞提供全球變暖導致大量二氧化碳被海洋吸收，使得海水酸度急劇上升
不過，在古新世第三紀的化石沉積物中，古生物學家們發現，在赤道近38度的海水中，導致“赤潮”的微小有機體甲藻開始大量繁殖。
由紅星新聞提供海洋調查船在波羅的海上進行研究考察
眼下，全球各地區的水域正在應對類似的情況：世界各地記錄了數百個所謂的“死亡區”，包括墨西哥灣和波羅的海等多個地點，面臨著倒退回“PETM時期”的風險。
專家稱，當下碳排放速度前所未有