Consideramos el efecto del calentamiento global en la dinámica acoplada de plancton y oxígeno en el océano. Se sabe que la producción neta de oxígeno por fitoplancton depende de la temperatura del agua y, por lo tanto, puede verse interrumpida por el calentamiento. Abordamos este problema teóricamente considerando un modelo matemático del sistema plancton-oxígeno. El modelo es genérico y puede tener en cuenta una variedad de factores biológicos. Primero mostramos que la producción sostenible de oxígeno por fitoplancton solo es posible si la tasa de producción neta está por encima de un cierto valor crítico. Este resultado parece ser robusto a los detalles de la parametrización del modelo. Luego mostramos que, una vez que se tiene en cuenta el efecto del zooplancton (que consume oxígeno y se alimenta de fitoplancton), el sistema plancton-oxígeno solo puede ser estable si la tasa de producción neta de oxígeno se encuentra dentro de un cierto rango intermedio (es decir, ni demasiado baja ni demasiado alta). En consecuencia, concluimos que un aumento suficientemente grande en la temperatura del agua probablemente empujará al sistema fuera del rango seguro, lo que puede resultar en anoxia oceánica e incluso en una depleción global de oxígeno. Luego generalizamos el modelo teniendo en cuenta el efecto de la estocasticidad ambiental y mostramos que, paradójicamente, la probabilidad de depleción de oxígeno puede disminuir con un aumento en la tasa de calentamiento global.