Senovės sluoksnių ar fosilijų anglies izotopų santykio tyrimas gali būti naudingas norint pasiekti klimato sąlygas ir biologinį produktyvumą tuo metu, kai jie buvo nustatyti. Anglies izotopų naudojimas tokiu būdu grindžiamas principu, kad fotosintetiniai organizmai, tokie kaip dumbliai, pirmiausia pasisavina lengvesnę ir įprastesnę anglį-12, palikdami sunkesnę anglį-13. Masinio išnykimo metu anglies-12 pasisavinama mažiau, o tai atsispindi nuosėdose.
Anglies izotopų santykio analizė yra įprasta norint sužinoti apie masinio išnykimo poveikį, nors tikslus anglies izotopų santykio ir produktyvumo ryšys nėra visiškai suprantamas. Atrodo, kad šių izotopų analizė rodo, kad per pastaruosius pusę milijardo metų gyvybė patyrė penkis didelius išnykimus, nors trys iš jų buvo žymiai reikšmingesni už kitus du. Visus šiuos masinius išnykimus patvirtino staigus biologinės įvairovės sumažėjimas fosilijų įrašuose. Anglies izotopų kitimai laikui bėgant vadinami atitinkamai įsiveržimais ir išvykimais.
Be prieigos prie masinio išnykimo, anglies izotopų santykiai taip pat naudojami gyvybės kilmei įvertinti. Neseniai anglies izotopų duomenys parodė, kad fotosintetinių melsvadumblių, pirmųjų žinomų gyvų organizmų, kilmė buvo labai ankstyva, net prieš 4.3 milijardo metų, praėjus vos 100 milijonų metų po pradinio vandens suskystinimo ir maždaug 267 milijonus metų po to, kai susiformavo cianobakterijos. Pati žemė. Jei tai tiesa, tai žavu, nes ankstesni gyvybės atsiradimo vertinimai buvo pateikti daug vėliau, maždaug prieš 3.6 milijardo metų. Jei gyvybė susiformavo taip greitai po pirminio Žemės susiformavimo, tai kodėl apskritai ji kosmose atrodo tokia reta? Galbūt daugumą gyvybės visatoje sudaro tik mikrobai, bet jei taip, gali atrodyti neįprasta, kad nė vienas iš šių mikrobų dar nevirto į mus aplankiusias protingas būtybes.
Anglies izotopų santykiai taip pat gali būti naudojami norint gauti prieigą prie cirkuliacijos laipsnio vandenynuose prieš milijonus metų. Kai cirkuliacija maža, biomedžiaga, kurioje gausu anglies-12, nugrimzta į jūros dugną ir ten pasilieka. Dėl to vėlesni organizmai viršuje yra palyginti turtingi anglies-13. Kai cirkuliacija yra gera, anglis-12 iš apačios grąžinama į viršų, o organizmai turi normalų anglies-12 ir anglies-13 santykį.