Szczególne znaczenie jest przywiązywane do oznaczeń stosunku izotopów tlenu / (obecnie 99,759% , 0,037% , 0,204% ).
Możliwość określania / jest szczególnie cenna w przypadku badań maksimów i minimów plejstocenu, nieformalnie nazywanego epoką lodową (ok. 2,6 mln lat temu). Badania zmian klimatu w tym okresie – prowadzone m.in. przez Harolda C. Ureya – polegają na określaniu udziału np. w muszlach znalezionych w odpowiednich warstwach stratygraficznych; wyznaczony stosunek ilości obu izotopów przeważnie jest równy proporcji w środowisku, w którym muszla była budowana z lub węglanów (przyswajanych bez względu na liczbę masową tlenu). Stwierdzono, że w okresach narastania lodowców względna zawartość cięższego izotopu w wodzie wzrasta. Jest to związane z większą lotnością wody lżejszej (16O), która po odparowaniu nie wraca do oceanu (jak to się dzieje w zamkniętym cyklu hydrologicznym) – jest zatrzymywana w tworzącym się lodzie. W miarę postępu zlodowacenia zwiększa się różnica między zawartościami w lodzie i wodzie oceanów (środowisku życia). Wahania stężenia tego izotopu w skamieniałościach różnych warstw pozwoliły wykazać, że w okresie ostatnich 2 mln lat nastąpiło ok. 60 większych wahnięć wskazujących na postęp zlodowacenia (w tym cztery najbardziej wyraźne w ostatnich 800 tys.