Ilmaston kehittymistä tutkitaan muun muassa seuraamalla happi-[[isotooppihapen isotoopit|happi-isotooppien]]en suhteita jäätiköissä. Jäähän kairataan hyvin syvä reikä, josta saadaan pötkömäisiä jäänäytteitä. Koska jäätikölle satanut lumi jää uusien sateiden alle, tiivistyy se lumen painon alla tiukkaan ja muuttuu paineesta johtuen lopulta jääksi. Johtoajatuksena on, että mitä syvemmältä kairataan jäänäytteitä, sen vanhempi ne ovat. Kairausnäytteen ikä lasketaan kerroksien lukumääristä, sillä vuodenaikojen vaihtelut näkyvät näytteissä.
Jää on veden kiinteä olomuoto, ja veden yhdisteessävesimolekyylissä on kaksi vetyä[[vety]]- ja yksi [[happi]]atomi (kaava: H<sub>2</sub>O). Veden hapessa esiintyy yleisempinä kahta isotooppia[[isotooppi]]a, joita merkitään esimerkiksi O-16 (painoltaan kevyempi) ja O-18 (raskaampi). Isotooppia O-18 esiintyy keskimmäärin 0,20 % hapen määrästä, kun taas isotooppia O-16 on 99,76 %. Kairausnäytteissä hapen isotooppien osuudet kuitenkin vaihtelevat. Isotooppien määrän vaihteluita ilmoitetaan suhdelukuna δ<sup>18</sup> (luetaan: delta-O18), joka lasketaan lausekkeella:
