雖然深海的溫度變化較表層海面慢一些，但生活在這裡的生物似乎更容易受到氣候變暖的影響。
在《自然·氣候變化》雜誌發布的論文中，澳大利亞昆士蘭大學領導，日本北海道大學參與的國際科學家團隊分析了海洋深處氣候變化速度的當代和未來全球模式，並將溫度變化的速率和方向作為指示海洋生物對氣候變暖反應變化的潛在指標進行了描述。
研究小組發現，儘管海洋表面正在迅速變暖，但在20世紀下半葉，海洋最深處（> 1000米）的全球平均氣候變化速度比海洋表面快2~4倍。作者指出，深海環境的均溫性更強是導致此處氣候變化速率較快的原因。此外，考慮到人類對減少溫室氣體排放作出的努力，科學家們預計氣候變暖速度將會減慢，但在深海中，這一速度仍將繼續加快。
「深海生物面臨著更加巨大的威脅，因為它們往往適應於更為穩定的溫度環境。」北海道大學氣候生態學家Jorge García Molinos說，「在所有溫室氣體濃度測試情景中，深海氣候速率的加速都是一致的。這強有力的推動了有關海洋變暖對深海生物多樣性的未來影響的研究。」
到本世紀末，海洋中層（200~1000米）的氣候變化速度預計比海洋表面的速度高4~11倍。棲息在海洋中層的生物包括大量的小魚，它們是金槍魚和魷魚等大型動物的食物。如果捕食者和它們下方的獵物不遵循類似的範圍變化，可能會給商業漁業帶來額外挑戰。
作者還比較了當代氣候速率的空間模式和超過20000個海洋物種的海洋生物多樣性的空間模式，以顯示生物多樣性和速率高度重疊的潛在危險區域。他們發現，雖然處於海洋表層和中間層的危險區主要位於熱帶和亞熱帶，但那些面臨挑戰的深海危險區卻廣泛分布在除極地地區以外的所有緯度地區。
科學家警告說，雖然結果的不確定性隨著深度的增加而增加，但深海生物也受到除溫度外的多種因素的限制。「在不確定深海生物如何以及是否能夠適應這些變化的情況下，我們建議限制深海採礦和深海捕魚等人類活動，以限制由此帶來的負面影響。此外，我們應該在深海規劃建立大型海洋生物保護區。」García Molinos說。
