Tháng Năm năm 1972 tại cơ sở làm giàu urani Pierrelatte ở Pháp, khi kiểm tra phổ khối các mẫu hexafluorid urani UF6 chế biến từ quặng ở mỏ Oklo tại nước Gabon vùng trung châu Phi, cho thấy một sự khác biệt tỷ lệ đồng vị 235U. Thông thường tỷ lệ 235U trong tổng lượng urani là 0,72%, nhưng những mẫu Oklo chỉ có 0,60% và là một sự khác biệt đáng kể.

Sự khác biệt này dẫn đến yêu cầu giải trình, như tất cả các cơ sở xử lý urani dân sự phải thực hiện tỉ mỉ cho tất cả các đồng vị phân hạch, để đảm bảo rằng không một đồng vị nào được chuyển lậu cho các mục đích chế tạo vũ khí. Do đó, Commissariat à l'énergie atomique của Pháp (CEA, Hội đồng năng lượng nguyên tử Pháp) đã bắt đầu một cuộc điều tra. Một loạt các phép đo về tỷ lệ tương đối của hai đồng vị quan trọng nhất của urani (235U và 238U) từ nguyên liệu khai thác tại Oklo cho thấy kết quả là bất thường so với những gì thu được từ các mỏ urani khác. Nghiên cứu sâu hơn tầng quặng urani Oklo đã phát hiện có chỗ thì tỷ lệ 235U là thấp đến cỡ 0,44%. Các kiểm tra tiếp theo về các đồng vị khác đã cho thấy sự bất thường tương tự, chẳng hạn như neodymi và rutheni như mô tả chi tiết dưới đây.

Sự mất mát 235U này hiện ra chính xác như những gì xảy ra trong một lò phản ứng hạt nhân. Do đó, một lời giải thích có thể là các thân quặng urani đã hoạt động như một lò phản ứng phân hạch tự nhiên. Các quan sát khác cũng dẫn đến cùng một kết luận. Vào ngày 25 tháng 9 năm 1972, CEA công bố phát hiện của họ rằng các phản ứng hạt nhân dây chuyền tự duy trì đã xảy ra trên Trái đất khoảng 2 tỷ năm trước. Sau đó, các lò phản ứng phân hạch hạt nhân tự nhiên khác được phát hiện trong vùng mỏ.