Информация на основе грамматического словаря А.Е.Полякова:
More detailed ▼wordforms:
1) месопота́міи - единственное число, родительный падеж от месопота́міа.
2) месопота́міи - единственное число, дательный падеж от месопота́міа.
3) месопота́міи - единственное число, предложный падеж от месопота́міа.