Peristiwa Azolla adalah peristiwa biogeologi bencana yang terjadi sekitar 49 juta tahun yang lalu (Eosen tengah) di Samudra Arktik, yang hangat dan bebas es pada saat itu. Samudra Arktik terkunci di semua sisi oleh benua, karena Greenland, Eropa, Asia, dan Amerika Utara semuanya terhubung di utara. Badan air ini menjadi stagnan, seperti Laut Hitam saat ini. Curah hujan dalam jumlah besar membawa nutrisi dan air tawar ke Samudra Arktik (beberapa mungkin menyebutnya Laut Arktik), menciptakan lapisan tipis air tawar di permukaan.
Lapisan air tawar ini pada akhirnya akan memberikan dampak besar pada iklim planet ini. Segera setelah pembentukan, ia dijajah secara luas oleh pakis air tawar Azolla. Spesies ini kadang-kadang dianggap sebagai “tanaman super” karena reproduksinya yang cepat — ia dapat melipatgandakan biomassanya dalam 2-3 hari hingga kondisi optimal — dan kemampuan pengikatan nitrogen dan karbon yang sangat baik, hingga satu ton per acre per tahun nitrogen dan enam ton per acre per tahun karbon. Saat Azolla mulai menutupi cekungan 4,000,000 kilometer persegi (1,544,000 sq mi), peristiwa Azolla dimulai, saat pakis mati mulai tenggelam ke dasar laut, di mana kondisi anoksik, yang disebabkan oleh kurangnya pencampuran kolom air, berarti bahwa detritus menjadi fosil tanpa dicerna oleh bakteri.
Setelah 800,000 tahun pembentukan pakis, fiksasi karbon dan nitrogen, dan penyerapan karbon di dasar Laut Arktik, peristiwa Azolla mulai berdampak pada tingkat karbon dioksida global. Kandungan karbon dioksida atmosfer turun dari 3500 ppm (bagian per juta) menjadi hanya 650 ppm. Karbon dioksida yang diserap oleh peristiwa Azolla menyebabkan efek rumah kaca bumi rusak, dan kutub mulai mendingin dengan cepat. Sebelum peristiwa Azolla, suhu air permukaan rata-rata di Samudra Arktik adalah 13 derajat C (55.4 derajat F), dan setelah itu, -9 derajat C (15.8 derajat F), yang terus menjadi rata-rata hingga hari ini.
Peristiwa Azolla memiliki dampak besar pada pola iklim hingga saat ini. Dinamika “rumah kaca Bumi” yang mendasar memberi jalan kepada dinamika “Bumi kotak es”, di mana pembentukan gletser menyebabkan permukaan bumi menjadi lebih reflektif, sehingga mendinginkannya lebih jauh. Seluruh benua Antartika, yang sebelumnya berhutan, perlahan mulai membeku. Efeknya memuncak pada Zaman Es yang dimulai sekitar 23 juta tahun yang lalu dan berlanjut hingga hari ini. Meskipun kita saat ini berada di tengah-tengah Zaman Es, fakta bahwa periode kontemporer adalah interglasial berarti bahwa gletser kontinental terbatas pada Greenland dan Antartika. Untuk sebagian besar sejarah manusia, gletser menutupi sebagian besar Amerika Utara dan Eurasia.