Современная наука исходит из того, что земной климат за миллионы лет существования нашей планеты претерпел значительные изменения под влиянием ряда природных факторов — астрономических, геофизических, метеорологических. Астрономическая группа факторов включает светимость Солнца, положение и движение Земли в Солнечной системе, наклон ее оси вращения к плоскости орбиты и скорость вращения. Это все внешние климатообразующие факторы. Вполне возможно, что глобальные колебания климата в далеком прошлом нашей планеты связаны с изменениями параметров земной орбиты и наклона земной оси. Геофизические факторы связаны со свойствами Земли как планеты: ее размерами и массой, скоростью вращения вокруг оси, внутренними источниками тепла, собственными магнитными и гравитационными полями, особенностями поверхности и ее взаимодействия с атмосферой. В отдаленном прошлом они могли существенно влиять на климат. Достаточно указать на предполагаемый дрейф материков, изменения конфигурации и высоты горных хребтов и т. п. Наконец, группа метеорологических факторов касается основных характеристик атмосферы и гидросферы. Например, содержание в атмосфере термодинамически активных примесей (воды и углекислого газа), а также аэрозолей (частичек пыли, солей, дымов и т. п.) имеет большое значение для формирования климата.
Изменения земного климата в прошлом за многие тысячелетия более или менее ясны. О них свидетельствуют данные различных наук, не противоречащие друг другу. Но, как это ни парадоксально, однозначного ответа на вопрос об изменениях климата в наше время не найдено.
Десятки миллионов лет назад на Земле преобладали теплые и умеренные климаты, с более равномерным распределением тепла по земной поверхности. Соответственно был богаче и разнообразнее животный и растительный мир. Однако мягкий климат время от времени становился более суровым на относительно короткие периоды, составлявшие по продолжительности менее десятой части всех геологических эпох прошлого. Так, в юрский период, около 150 млн. лег назад, температура воды в неглубоких участках морей была на 5 °C выше современной, кораллы обитали даже на 50–60° с. ш. В эоцене, около 50 млн. лет назад, в Гренландии росли тис, ель, тополь, береза, орешник, а травяная растительность была распространена вплоть до северных берегов острова, ныне покрытого километровым ледяным панцирем. В плиоцене (в пределах 10 млн. лет) климат все еще был значительно мягче и теплее современного: средняя температура воздуха в северном полушарии была выше на 3–4 °C.
Периодические похолодания на Земле происходили, возможно, из-за изменения состава газов земной атмосферы и прозрачности последней (в том числе в связи с вулканической деятельностью). Не исключено, что здесь играли определенную роль и колебания наклона земной оси… Похолодание климата началось примерно 70 млн. лет назад, а наиболее существенное понижение температуры произошло в четвертичном периоде, то есть около миллиона лет назад. С тех пор четыре раза наблюдались оледенения, вызвавшие резкие изменения в растительной и животной жизни. Последнее наступление льдов на континенте Евразии происходило около 10 тыс. лет назад. В дальнейшем площадь оледенения в полярных областях все еще продолжала колебаться, но в гораздо меньших масштабах. Соответственно продолжались и изменения климата. Более стабильным климат Земли стал лишь за последние 2 тыс. лет, хотя отступления от среднего уровня наблюдаются постоянно. В 20 —30-х годах нашего века наблюдалось потепление, в 40-х оно сменилось относительным похолоданием, затем в 70-х годах снова наметилось потепление, оказавшееся неустойчивым. Что наблюдается сейчас, в начале 80-х годов, точно сказать нельзя. В зависимости от того, какое количество данных привлекать для анализа и какой методикой расчетов пользоваться, можно получить различные результаты. Иногда прямо противоположные. Одни ученые склонны считать, что потепление продолжается и земной климат постепенно будет приближаться к наблюдавшемуся в плиоцене. Другие, наоборот, считают, что потепление бесповоротно закончилось и Земля стоит перед новым наступлением льдов, в преддверии новой ледниковой эпохи… Если можно прийти к противоположным выводам при анализе одного и того же материала, значит, нет убедительных свидетельств в пользу какого-либо из них. Ведь периоды в 15–25 лет с потеплениями или похолоданиями на протяжении трех последних столетий наблюдались неоднократно. Так, известна очень суровая зима 1739/40 г. в Европейской России, сходная с зимой 1978/79 г. Памятны суровые зимы 1809, 1912, 1941/42, 1949/50, 1955/56, 1965/66 гг. и, наоборот, очень теплые 1924/25, 1948/49, 1951/52, 1956/57 и 1975/76 гг. Но все эти колебания объясняются естественными причинами.