Hoe kan het aardse klimaat zo erg veranderen?

Het klimaat op aarde wordt in de eerste plaats door de afstand van de Aarde tot de zon en de zonneactiviteit bepaald. De hoek tussen de aardas en de aardbaan, de verdeling van de werelddelen over het aardoppervlak en de invloed van het broeikaseffect in de atmosfeer spelen een belangrijke rol. Klimaatveranderingen worden voor een groot deel bepaald door het verschuiven van de continenten en veranderingen van de samenstelling van de atmosfeer. Grote natuurrampen hebben in het verleden vrijwel zeker klimaatveranderingen veroorzaakt of in gang gezet. Het zijn factoren die volgens het Systeem Aarde met elkaar samenhangen.

Het klimaat en klimaatveranderingen bepalen welke ecosystemen op aarde voorkomen en hoe ecosystemen zich ontwikkelen. Daarmee zijn klimaatveranderingen, samen met de platentektoniek, belangrijke drijvende krachten achter de evolutie van de organismen die in de verschillende biotopen van deze ecosystemen voorkomen. Aan de andere kant beïnvloeden de organismen die op aarde leven het klimaat en de klimaatveranderingen. Zodoende bestaat er een terugkoppeling tussen populaties van de verschillende organismen en het klimaat en de ecosystemen waarin ze leven. Die terugkoppeling kan zowel positief als negatief zijn.

De snelheid waarmee klimaatveranderingen zich voltrekken varieert sterk. Deze veranderingen kunnen traag en geleidelijk verlopen maar ook snel en schoksgewijs. Bovendien verlopen klimaatveranderingen niet overal even snel en op dezelfde manier. De oorzaken en gevolgen van klimaatverandering in het verleden zijn het onderwerp van veel multidisciplinair natuurwetenschappelijk onderzoek. Onderzoeksvelden waarin klimaatverandering een rol speelt zijn bijvoorbeeld sedimentologie, paleontologie, geochemie en atmosferische fysica. Hoe verder men teruggaat in het verleden, hoe ingewikkelder en moeilijker het onderzoek naar klimaatveranderingen wordt, omdat de benodigde data steeds schaarser en grofkorreliger wordt.