Karadeniz ve Marmara Denizi’nde yapılan sedimentolojik ve jeokimyasal çalışmalar son 20 bin yıl boyunca her iki denizde önemli iklimsel ve oşinografik değişimlere işaret etmektedir. Çökelme oranı ve çökel jeokimyası (organik ve inorganik karbon) buzul çağında iki deniz arasında bağlantı olmadığını; buzul çağı sonrası H1 (Heinrich 1), RL (kırmızı kil) ve YD (Younger Dryas) soğuk dönemlerinde ise bağlantı sağlandığını desteklemektedir. H1, RL ve YD Avrupa nehirleri ile Karadeniz ve Marmara Denizi’ne bol miktarda kırıntı girdisinin olduğu dönemlerdir. Bu soğuk dönemler arasında Karadeniz’de erken Holosen (C2) ve Bølling-Allerød (C3) dönemlerinde düşük çökelme oranları ve yüksek toplam karbonat değerleri izlenmektedir. Bu dönemlerdeki yüksek toplam karbonat değerleri ve düşük çökelme oranları havzada kurak ve ılıman bir iklimin hakim olduğunu ve her iki deniz arasında bağlantının kesik olduğunu göstermektedir. Marmara Denizi’nde G.Ö. 11.5-7.0 ve Karadeniz’de G.Ö. 7.8-2.72 bin yılları arasında yüksek organik karbon (Corg) ve düşük çökelme oranları ile temsil edilen Sapropel birimleri, göl ortamına deniz suyunun girmesi, su tabakalanması oluşması ile bunların biyojeokimyasal döngülerde değişimler oluşturması ile çökelmeye başlamıştır. Özellikle tuzlu ve yoğun Akdeniz sularının bu havzalardaki besin elementlerince zengin derin suları üste, fotik zona itmesi ile organik üretimi artırması sapropel çökelimini tetikleyen en önemli etken olmuştur. Akdeniz sularının Marmara Denizi’ne girmesi ile başlayan organik maddece zengin çökellerin depolanması YD ve 8.2 bin yıl soğuk dönemlerinde su dolaşımındaki hızlanma nedeni ile kesintiye uğramıştır.