海洋里存在着溶解氧极小层，长期以来是海洋学中最有趣的问题之一，至今仍方兴未艾。维斯特（ Wust，1936）和迪特里希（ Dietrich，1937）认为氧极小层是不动层，因此氧很少供给到这一层。赛韦尔（ Seiwell，1937）认为氧极小层是由于生物化学的氧化作用而产生的，即便水运动着，出现氧极小层还是可能的。斯维尔徳鲁普（ Sverdrup，1938）作出了结论：氧极小层是由海洋动力学的条件和生物化学条件的复合而产生的。据此结论，氧的极小层主要依存于氧的生物化学消耗快慢的铅直分布和有机物量的铅直变化，而动力学过程的影响与此相比是微不足道的。瓦坦伯格（Wa-ttenberg，1939）强调氧的生物化学消耗作用的重要性，进而作出了其与海洋的密度跃层的存在有关。瓦坦伯格还发现磷和硅的浓度极大层紧接在氧极小层之下。

    雷德菲尔德（ Redfield，1942）对大西洋的溶解氧和磷作了调查，结果果认为，当海水作为高纬度海域的表面水存在时，磷和溶解氧中的相当一部分得归因于水的性质。但是，在热带海域，磷的过剩和氧的大部分短缺，无疑是由于从海表面下沉的有机物分解所致。

    赛韦尔（1938，1937）和川本（1955）以及里查兹（ Richards，1955）等屡屡发现，无论在大西洋抑或是太平洋，它们的氧极小层都是密度σ_t＝27．2到27．3的层。
    雷克斯特劳（ Rakestraw，1947）从海表面、氧极小层和海底层采集了海水，并研究了这三处海水在长期保存期间溶氧量发生什么变化。极小层和底层的海水保存两年期间氧含量几乎不变。另一方面，把表层水在低温下放置，但在相当短的期间，其溶氧量甚至于降低到和极小层的溶氧量大致相等的值。由雷克斯特劳的研究得到启发，到达氧极小层的有机物正是来源于该海域的表层。
    三宅和猿桥（1956）认为，氧的短缺和碳酸的增加有直接关系，而氧的减少可能是在这附近海域生产的有机物氧化分解的结果。
    众所周知，从海的表层直至深层，氮几乎是处于饱和状态。因此，要是没有氧的生物化学消耗，溶解氧在整个海洋中也应是饱和的。因生物学的和化学的氧化作用，氧被消耗，其产物就变成了等当量的二氧化碳、硝酸和磷酸。因为C：N：P的原子比是106：16：1，所以90％的氧都消耗在变成有机碳的反应中。
    三宅和猿桥（1956）就汤普森（ Thompson）和哈姆（Ham，1941）在北纬48°24'，西经129°02'测定的总碳酸和溶解氧直至2000米深的铅直分布，研究了溶解氧和总碳酸量的关系。在表层总碳酸量是1.85毫克分子／升，并随深度而增加，在深度为2000米处达2.4毫克分子／升。另一方面，计算表观耗氧量A.O.U，求出与此相当的碳量（△C），并从实测的总碳酸量ΣCO₂中减掉△C。进而，为了对盐度进行校正，所以用氯度（Cl克／升）除以∑CO₂－△C。其结果（∑CO₂－△C）／氯度从表层直至深层大致是一定的（0．10－0．11）。这表示总碳酸的增加与氧的消耗相互间有定量关系。（∑CO₂－△C）／氯度几乎是一定的，但有随深度稍增的倾向，这预示在深层CaCO₃有溶解的可能性。