Parece que, en algún momento del pasado geológico reciente, el mar Mediterráneo pudo haber estado al menos parcialmente seco. Un estudio realizado en la década de 1960 encontró una capa de minerales en el fondo marino que solo podría haber sido creada por la evaporación del agua.
En 1961, se llevaron a cabo estudios sísmicos en la cuenca del Mediterráneo que encontraron una característica geológica de 330 a 660 pies (100 a 200 metros) debajo del lecho marino del Mediterráneo, denominado reflector M. En 1968, comenzó el Deep Sea Drilling Project (DSDP), con el apoyo de la Universidad Texas A&M, y mientras extraía núcleos de roca del fondo del mar, el buque de investigación Glomar Challenger descubrió una capa de evaporitas de hasta 1.86 millas (3 kilómetros) de espesor. Estos minerales, que incluyen anhidrita, yeso, sal de roca y grava de arroyo, son evidencia de que el cuerpo de agua se había evaporado parcial o totalmente en el pasado geológico reciente, durante la época del Mioceno, hace unos 5.9 millones de años. Este evento se denominó a partir de entonces la «Crisis de salinidad mesiniana», que lleva el nombre de la evaporita mesiniana descubierta en la isla de Sicilia.
Más tarde, los científicos reunieron las pruebas y determinaron qué sucedió en el mar Mediterráneo en ese momento. El Estrecho de Gibraltar se ha cerrado de forma cíclica al menos varias veces durante un período de 700,000 años. La capa de evaporitas era demasiado gruesa para depositarse en un solo evento, lo que sugiere que el agua del Mediterráneo se evaporó repetidamente. Incluso hoy en día, el agua se evapora más rápido de lo que se repone, debido a la falta de grandes montañas glaciares como fuente de agua y su relativa desconexión con el mar mundial. Si estas vías fluviales estuvieran cerradas, el mar se evaporaría en seco en solo mil años.
Aunque algunas partes del Mediterráneo tienen hasta 3 millas (4.8 kilómetros) de profundidad, comparable a las profundidades del océano, la profundidad del Estrecho de Gibraltar es de unos 1,000 pies (300 metros), todavía muy profunda, pero posiblemente cambiante. Hace unos 5.9 millones de años, las placas tectónicas euroasiática y africana habrían estado más juntas y el estrecho probablemente era menos profundo. Cuando el agua se congeló en los glaciares, es posible que se haya extraído agua de los océanos del mundo y haya bajado el nivel del mar lo suficiente como para cerrar el estrecho. Es posible que se hayan producido cambios más profundos en la corteza subyacente debidos a las fuerzas tectónicas, como por ejemplo, al cambiar la densidad general de la roca.
La seca cuenca mediterránea habría sido un lugar caluroso y sin vida debido a la alta salinidad y áreas de la geografía hasta 3 millas (4.8 kilómetros) por debajo del nivel del mar. En comparación, el punto más bajo de la tierra hoy, la costa del Mar Muerto, está a solo 1,371 pies (418 metros) por debajo del nivel del mar. A nivel del Mediterráneo, habría 1.7 veces la presión atmosférica al nivel del mar. Esto significa que un viento que sopla allí sería de 57 ° F a 85 ° F (32 ° C a 47 ° C) más caliente allí que al nivel del mar, que puede haber sido abrasador. Las evaporitas que cubren toda la cuenca impedirían la presencia de cualquier vida vegetal o animal, por lo que el área habría sido uno de los desiertos más duros de la Tierra.