Có một điều mà nhiều người có thể còn thắc mắc là tại sao điều kiện khí hậu ấm nóng vẫn có thể tồn tại lâu dài ở Địa Trung Hải trong khi lớp băng phủ vùng cực không ngừng phát triển. Để giải thích tình trạng trái ngược này, chúng ta hãy đi vào phân tích sự biến đổi khí hậu và tìm hiểu phương thức phát triển mở rộng và thu hẹp của các đai khí hậu mà không làm thay đổi vị trí qua các kết qủa nghiên cứu về sự phân bố trầm tích và hóa thạch.
Có rất nhiều tổ chức sinh vật phù du khác nhau mang các đặc trưng khí hậu khu vực chúng sống như là một dấu hiệu có tính chất chỉ thị (giống như nhiều loài động, thực vật trên cạn). Dựa vào những hóa thạch sinh vật sống trong thời kỳ đóng băng và gian băng kỷ Đệ tứ, người ta đã xác định được sự mở rộng của đới khí hậu lạnh ‘vùng vĩ độ cao’ về phía xích đạo và sự thu hẹp đồng thời của đới khí hậu ôn đới ‘vùng vĩ độ trung’ khi các khối băng phát triển và ngược lại khi các khối băng bị tan chảy một phần. Hình 6.15 là sơ đồ biểu diễn sự biến đổi của các đai khí hậu và sự biến đổi nhiệt độ mùa hè vùng phía nam Đại Tây Dương cách đây 18.000 năm (khi giai đoạn băng hà cuối cùng kết thúc) so với bây giờ.
Câu hỏi 6.12 Hình 6.15 có cho thấy sự “co hẹp” đáng kể của đai khí hậu nhiệt đới vùng phía xích đạo vào giai đoạn băng hà cuối cùng so phạm vi thống trị của nó ngày nay?
Theo quy luật tiến hóa, các loài sinh vật phù du sẽ có những sự biến đổi nếu xét trên quy mô thời gian dài và dĩ nhiên đối với các loài được chọn để chỉ thị nhiệt độ cũng như vậy. Sự thiếu hụt của những bức tường ngăn cách trong đại dương đồng nghĩa với sự tiến hóa đồng bộ của các tổ chức sinh vật phù du trên khắp thế giới. Dựa vào những biến đổi tiến hóa của sinh vật phù du với những thông tin thu được từ các nghiên cứu hóa thạch và trầm tích và kết qủa nghiên cứu từ trường, người ta có được cơ sở khoa học cho việc xác lập những mốc lịch sử phát triển đại dương. Với những sự kiện xảy ra cách đây khoảng 180 triệu năm
có thể đánh dấu ở mốc 1 triệu năm, còn những sự kiện xảy ra cách đây khoảng 25 triệu năm thì có thể đánh dấu ở mốc thời gian nhỏ hơn, chừng dưới 100.000 năm.
Vào thời đại Trung sinh (Mesozoic), các đai khí hậu nhiệt đới nhìn chung có phạm vi rộng hơn so với ngày nay và lúc đó hai cực chưa bị băng bao phủ. Mực nước biển toàn cầu khi đó cao hơn bây giờ chừng 60 m (mục 6.2.3). Tổng biên độ dao động mực nước do qúa trình đóng và tan băng có thể lên tới 200m. Có rất nhiều dấu vết địa chất được bảo tồn cho thấy một số thời kỳ biển tiến, biển thoái (những đợt biển tiến vào và rút ra khỏi đất liền) diễn ra trên khắp thế
giới, tương ứng với những đợt dâng, hạ mực nước biển xảy ra trong suốt các thời kỳ khí hậu không ngừng ấm lên và có ít hoặc không có băng ở vùng cực. Trong mục 6.2 có nhắc đến một nguyên nhân nữa cũng gây tác động đến sự biến thiên của mực nước biển và ở phần tiếp theo chúng ta sẽ tìm hiểu kỹ hơn về nguyên nhân này.
Hình 6.15: Sơ dồ phân bố nhiệt độ bề mặt vùng phía bắc Đại Tây Dương vào mùa hè: (a) ngày nay và (b) cách đây 18.000 năm. Các đường đẳng nhiệt được biểu diễn theo 0C (ở sơ dồ (b) các đường đẳng nhiệt được xác định dựa vào tập hợp mẫu foraminifera phù du trong khoảng 100 mẫu lõi khoan sâu). Ranh giới của các tảng băng lấn biển trên sơ đồ (b) được khoanh định theo những đặc trưng trầm tích và từ kết qủa nghiên cứu mực nước vào thời kỳ đó - thấp hơn ngày nay khoảng 100m