Paleokeskkonna ja -kliima uuringud
kasutavad laialdaselt hapniku, süsiniku, väävli jt elementide stabiilsete isotoopide suhtvahekordi, et tuvastada ja selgitada kauges minevikus toimunud muutusi aineringes. Sama keemilise elemendi erineva massiga aatomid ehk isotoobid käituvad globaalses aineringes erinevalt – näiteks veepinnalt aurub kergemini kerget hapnikuisotoopi sisaldav veemolekul, taimed omastavad õhust eelistatult kergemat süsinikuisotoopi sisaldavat süsihappegaasi, bakterid eelistavad elutegevuses kergemat väävlit jne. Ookeanivee isotoopkoostis on seetõttu pidevas muutumises, sõltudes näiteks liustikesse talletatud vee hulgast, vegetatsiooni ulatusest maismaal, hapniku sisaldusest atmosfääris, temperatuurist, orgaanilise aine mattumisest setetesse, murenemisprotsesside intensiivsusest jne.
Ookeani isotoopkoostise muutused salvestuvad meresetetesse ning võivad säiluda ka setete kivistumisel. Kivimite läbilõiget isotoopmeetoditega uurides on võimalik teha järeldusi kauges minevikus valitsenud kliima ja keskkonnatingimuste kohta. Isotoopkoostise globaalsed muutused on abiks ka kihtide korreleerimisel üle maailma. Puursüdamikud on isotoopuuringuteks eriti sobivad, kuna pakuvad porsumata materjali läbi pika geoloogilise ajalõigu. Eesti puursüdamike andmestikul on olnud oluline roll Ordoviitsiumi ja Siluri ajastu globaalse süsiniku aineringe selgitamisel.
Need on vaid mõned
näited teaduslikest probleemidest, mida puursüdamike abil lahendada. Sageli pöörduvad teadlased tagasi varasemalt uuritud puursüdamike juurde, et koguda täiendavat andmestikku, testida uusi hüpoteese ja kasutada uusi analüütilisi meetodeid. Selleks tuleb maapõue arhiivi hoolikalt tuleviku tarbeks säilitada.