Uno degli aspetti più notevoli della documentazione paleoclimatica è la forte corrispondenza tra la temperatura e la concentrazione di anidride carbonica nell’atmosfera osservata durante i cicli glaciali delle ultime centinaia di migliaia di anni. Quando la concentrazione di anidride carbonica sale, la temperatura sale. Quando la concentrazione di anidride carbonica scende, la temperatura scende. Una piccola parte della corrispondenza è dovuta alla relazione tra la temperatura e la solubilità dell’anidride carbonica nell’oceano superficiale, ma la maggior parte della corrispondenza è coerente con un feedback tra anidride carbonica e clima. Questi cambiamenti sono attesi se la Terra è in equilibrio radiativo, e sono coerenti con il ruolo dei gas serra nel cambiamento climatico. Mentre potrebbe sembrare semplice determinare la causa e l’effetto tra l’anidride carbonica e il clima da quale cambiamento avviene prima, o da qualche altro mezzo, la determinazione di causa ed effetto rimane estremamente difficile. Inoltre, altri cambiamenti sono coinvolti nel clima glaciale, tra cui l’alterazione della vegetazione, le caratteristiche della superficie terrestre e l’estensione della calotta glaciale.
Altri proxy paleoclimatici ci aiutano a capire il ruolo degli oceani nei cambiamenti climatici passati e futuri. L’oceano contiene 60 volte più carbonio dell’atmosfera e, come previsto, i cambiamenti di anidride carbonica nell’atmosfera sono stati paralleli ai cambiamenti di carbonio nell’oceano nel corso delle ultime centinaia di migliaia di anni. Mentre l’oceano cambia molto più lentamente dell’atmosfera, l’oceano ha giocato un ruolo essenziale nelle variazioni passate dell’anidride carbonica, e giocherà un ruolo nel futuro per migliaia di anni.
Infine, i dati paleoclimatici rivelano che il cambiamento climatico non riguarda solo la temperatura. Come l’anidride carbonica è cambiata nel passato, anche molti altri aspetti del clima sono cambiati. Durante i periodi glaciali, le linee di neve erano più basse, i continenti erano più secchi e i monsoni tropicali erano più deboli. Alcuni di questi cambiamenti possono essere indipendenti, altri strettamente accoppiati al cambiamento del livello di anidride carbonica. Capire quali di questi cambiamenti potrebbero verificarsi in futuro, e quanto grandi potrebbero essere questi cambiamenti, rimane un argomento di ricerca vigoroso. Il programma di paleoclimatologia del NOAA aiuta gli scienziati a documentare i cambiamenti che si sono verificati in passato come un approccio alla comprensione dei cambiamenti climatici futuri.