การทดสอบอัตราส่วนไอโซโทปคาร์บอนของชั้นโบราณหรือฟอสซิลจะมีประโยชน์ในการเข้าถึงสภาพภูมิอากาศและผลผลิตทางชีวภาพในเวลาที่วางไว้ การใช้ไอโซโทปคาร์บอนด้วยวิธีนี้ขึ้นอยู่กับหลักการที่ว่าสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงเช่นสาหร่ายจะดูดซับคาร์บอน -12 ที่มีน้ำหนักเบากว่าและพบได้บ่อยกว่าในขณะที่ทิ้งคาร์บอนที่หนักกว่า -13 ไว้ ในช่วงที่มีการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่มีการดูดซับคาร์บอน -12 น้อยกว่าและสิ่งนี้สะท้อนให้เห็นในตะกอน
การวิเคราะห์อัตราส่วนไอโซโทปคาร์บอนเป็นเรื่องปกติในการเข้าถึงผลกระทบของการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่แม้ว่าความสัมพันธ์ที่แน่นอนของอัตราส่วนไอโซโทปคาร์บอนต่อผลผลิตนั้นไม่เป็นที่เข้าใจอย่างสมบูรณ์ การวิเคราะห์ไอโซโทปเหล่านี้ดูเหมือนจะชี้ให้เห็นว่าชีวิตมีการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ห้าครั้งในช่วงครึ่งพันล้านปีที่ผ่านมาถึงแม้ว่าสิ่งเหล่านี้จะมีความสำคัญมากกว่าอีกสองอย่าง การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่เหล่านี้ได้รับการยืนยันโดยการลดลงอย่างรวดเร็วของความหลากหลายทางชีวภาพในบันทึกซากดึกดำบรรพ์ ความแตกต่างของไอโซโทปคาร์บอนเมื่อเวลาผ่านไปเป็นที่รู้จักกันในชื่อการบุกรุกและทัศนศึกษาตามลำดับ
นอกเหนือจากการเข้าถึงการสูญพันธุ์จำนวนมากอัตราส่วนไอโซโทปคาร์บอนยังถูกใช้เพื่อประเมินที่มาของชีวิตด้วย เมื่อเร็ว ๆ นี้หลักฐานของไอโซโทปคาร์บอนชี้ไปที่ต้นกำเนิดอย่างมากของไซยาโนแบคทีเรียที่สังเคราะห์ด้วยแสงซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตที่รู้จักกันเป็นครั้งแรกตราบเท่าที่ 4.3 พันล้านปีก่อนเพียง 100 ล้านปีหลังจากการเริ่มต้นของน้ำและประมาณ 267 ล้านปีหลังจากการก่อตัว โลกนั่นเอง หากเป็นจริงนี่คือสิ่งที่น่าหลงใหลเพราะก่อนหน้านี้การประเมินที่มาของชีวิตได้วางไว้ในภายหลังเมื่อประมาณ 3.6 พันล้านปีก่อน หากชีวิตเกิดขึ้นเร็ว ๆ นี้หลังจากการก่อตัวเริ่มต้นของโลกแล้วทำไมมันดูยากมากในจักรวาลโดยทั่วไป? บางทีชีวิตส่วนใหญ่ในเอกภพอาจประกอบด้วยจุลินทรีย์ แต่ถ้าเป็นเช่นนั้นมันอาจดูเหมือนผิดปกติที่จุลินทรีย์เหล่านี้ยังไม่ได้พัฒนาไปสู่สิ่งมีชีวิตที่ชาญฉลาดที่มาเยี่ยมเรา
อัตราส่วนคาร์บอนไอโซโทปยังสามารถใช้ในการเข้าถึงระดับของการไหลเวียนในมหาสมุทรของล้านปีที่ผ่านมา เมื่อการหมุนเวียนต่ำวัสดุชีวภาพที่อุดมด้วย Carbon-12 จะจมลงสู่พื้นทะเลและอยู่ที่นั่น สิ่งนี้ทำให้สิ่งมีชีวิตที่ตามมาที่ด้านบนค่อนข้างรวยใน Carbon-13 เมื่อการไหลเวียนดี Carbon-12 จากด้านล่างจะถูกนำกลับขึ้นไปด้านบนและสิ่งมีชีวิตมีอัตราส่วนปกติของ Carbon-12 ถึง Carbon-13
