Палеоклиматологи, изучая характер слоистости осадочных горных пород, устанавливают ритмы вековых колебаний климата. Характерны в этом отношении, например, так называемые ленточные глины, которые образовывались в результате накопления осадков на дне приледниковых озер. Песчаные и глинистые частицы — продукты эрозии — приносились в озера талой ледниковой водой, потоки которой размывали береговую территорию (кстати, так же как происходит это и ныне).
Толщина и состав откладывающейся в течение года глинистой ленты зависели от интенсивности таяния близлежащего ледника, т.е. фактически от температуры воздуха в тот или иной, год. Поэтому изучение ежегодного прироста осадочных материалов дает возможность ученым строить климатические ритмограммы, по- которым можно узнать о древних засухах, периодах похолодания и даже о ветрах и ливнях прошлых времен. С помощью этих данных установлены 3- и 11-летние циклы колебаний климата. Менее четко, но все же достаточно определенно выявляется 25–35-летняя цикличность. Также не очень уверенно выявлены и 70-летние климатические периоды которые кроме определения по ленточным глинам получены в процессе исследований дюнных отложений Средней Азии и осадочных пород в бассейне Ангары.
Эти данные, относящиеся к историческому периоду, часто подтверждаются и некоторыми летописными и археологическими сведениями. Например, из письменных источников известно, что в — 1550–1800 гг. в Северном полушарии наблюдался настоящий «малый ледниковый период», когда температура воздуха была на 1–2 ° ниже нынешней. В это же время, как сообщают современники, в северной части Атлантического океана бушевали сильные штормы и бураны. Из древних русских летописей известно также, что в России в каждом из последних трех столетий происходило по 8–12 засух.
Один из традиционных примеров вероятностных природных процессов — атмосферные осадки — также характеризует периодичность колебаний климата. Дело в том, что собирателями дождя и снега являются реки, Величина годового речного стока служит той «лакмусовой бумажкой», которая определяет относительное количество осадков, выпавших на прилегающей к реке водосборной площади в течение того или иного года. Вот почему, изучая многолетнюю гидрологию рек, мы косвенно изучаем и погоду, и климат. Вот почему вопрос «о прошлогоднем снеге» не так уж бессмыслен.
Формирование климата зависит от глобальной и местной циркуляции атмосферы, образования циклонов и антициклонов, колебаний атмосферного давления. А они, в свою очередь, как ныне считается многими учеными, связаны с процессами, происходящими в космосе, в частности с солнечной активностью. Так, с помощью инструментальных измерений установлены 11-, 22-, 33- и 70-летние циклы появления солнечных пятен. Эти циклы совпадают с ритмограммами, полученными при изучении уже известных нам ленточных глин, где периодам солнечной активности соответствуют более мощные слои.
Кроме космологической экзогенной (внешней) гипотезы, связывающей изменения объема воды в Мировом океане с солнечной активностью, существует и эндогенная (внутренняя) гипотеза. В отличие от первой, провозгласившей неизменность объема океанической воды, образовавшейся единожды в период остывания планеты из начальной расплавленной массы, эндогенная гипотеза предполагает поступление морской воды из глубинных недр Земли и в настоящее время.
Согласно представлениям академика В.И. Вернадского, основанным на гипотезе «холодного начала» нашей планеты, сформулированной академиком О.Ю. Шмидтом, из земной мантии выделяются ювенильные (девственные) водные растворы, которые поднимаются вверх и скапливаются в земной коре и на ее поверхности. Продолжатель учения В.И. Вернадского в области геохимии академик А.П. Виноградов на основе теории «зонной плавки» создал стройную теорию образования воды на земле путем выделения легкоплавкой составляющей магмы и отделения от нее паров и газов. Образовавшись на большой глубине в результате конденсаций и дегазации паров, ювенильные растворы поднимаются по разломам и трещинам земной коры к поверхности и исполняют земную гидросферу. Благодаря этому процессу в свое время заполнились водой океанические впадины Земли и образовался Мировой океан, имеющий ныне объем 1370 млн. км3 и занимающий 361 млн. км2, т.е. 2/3 поверхности Земли.