Paleoceńsko-eoceńskie maksimum termiczne (PETM) to wydarzenie, które miało miejsce około 55,8 mln lat temu. Było to najbardziej znaczące i gwałtowne zaburzenie klimatu jakie znamy. W ciągu 20 000 nastąpił globalny wzrost temperatury o 7 stopni Celsjusza. Podniósł się poziom mórz. Zaczęły masowo wymierać organizmy, zarówno zwierzęta jak i rośliny, żyjące na dnie zbiorników wodnych. Był to punkt zwrotny dla ssaków. Wówczas pojawiło się wiele rzędów ssaków żyjących do dziś.
W pierwszej fazie wzrost temperatury spowodowany był emisją dwutlenku węgla w wyniku aktywności wulkanicznej. Pociągnął za sobą wzrost temperatury oceanów, a ten przyczynił się do uwalniania metanu z hydratów leżących na dnie. Dalszy wzrost temperatur spowodował masowe pożary, a topnienie wiecznej zmarzliny uwolniło zamarznięte szczątki organiczne. Mikroorganizmy, które je rozkładały, uwalniały dodatkowe masy metanu.
PTEM jest traktowane przez naukowców jako punkt odniesienia dla porównania ze współczesnymi zmianami klimatycznymi. Nowe badanie przeprowadzone przez naukowców z American Geophysical Union pokazuje, że jesteśmy na dobrej drodze aby doprowadzić do sytuacji, w której ten punkt krytyczny osiągniemy już za 140 lat, czyli 2159 roku. Tempo dzisiejszego ocieplenia znacznie przewyższa wszelkie wydarzenia klimatyczne, które miały miejsce od czasu wymarcia dinozaurów.
Naukowcy nie są pewni co wywołało PETM, ale uwolniły się wówczas do atmosfery nieprawdopodobne ilości dwutlenku węgla, które spowodowały wzrost temperatur na Ziemi o 5 do 8 stopni Celsjusza. Średnia temperatura globu osiągnęła 23 stopnie Celsjusza, czyli około 7 stopni wyższą niż obecnie. W tym okresie bieguny były wolne od lodu, a w Arktyce rosły palmy i mieszkały krokodyle. Nie był to najgorętszy okres na Ziemi, ale był najcieplejszy od 66 milionów lat, czyli wyginięcia dinozaurów. Naukowcy szacują na podstawie analiz osadów oceanicznych, że do atmosfery trafiło wówczas od 3 - 7 tysięcy gigaton węgla.
Masowe uwalnianie dwutlenku węgla i gwałtowny wzrost temperatury drastycznie zmienił klimat Ziemi, powodując wyginięcie organizmów w głębokim oceanie, które są kluczowym ogniwem w morskiej sieci pokarmowej. Zwierzęta lądowe zmalały się i wyemigrowały na północ do chłodniejszego klimatu. Niektóre grupy żyjących obecnie ssaków, w tym ssaki naczelne, pojawiły się po raz pierwszy.
