Eine internationale Forschungsgruppe analysierte aus Eisbohrkerne aus der Antarktis abgeleitete Temperaturen der letzten 720.000 Jahre. Die Ergebnisse zeigen, dass das Klima weniger Schwankungen aufweist, je höher die Temperatur ist. Bei mittleren Temperaturen innerhalb einer Eiszeit zeigt sich das Klima besonders instabil und weist starke Temperaturschwankungen auf.
Eine Klimasimulation auf der Basis eines gekoppelten Atmosphäre-Ozean-Modells zeigt, dass die Hauptursache für die beobachtete Klimainstabilität höchstwahrscheinlich eine globale Abkühlung durch den Rückgang des Treibhauseffekts ist.
Die folgende Abbildung zeigt die Beziehung zwischen der Häufigkeit der Klimaschwankungen (y-Achse) mit den Temperaturen in der Antarktis (x-Achse) aus der Analyse des antarktischen Eisbohrkernes (schwarze Punkte) sowie für die letzte Eiszeit auf der Grundlage von Eisbohrkernen aus Grönland (rote Quadrate) (Quelle: Dome Fuji Ice Core Project).
Während der Warmzeit (rot hinterlegter Bereich) sowie des kältesten Teils einer Eiszeit (dunkelblau hinterlegt) war die Häufigkeit der Klimaschwankungen gering. Im mittleren Bereich (hellblau hinterlegt) während der gemäßigten Perioden innerhalb einer Eiszeit traten häufig Klimaschwankungen auf und das Klima war instabil.
Die Klimasimulation zeigt Ozeanströmungen als die wahrscheinliche Ursache für die Klimainstabilität. Die atlantischen Tiefenwasserzirkulation ist stark davon abhängig, wie viel Süßwasser im Norden in den Atlantik gelangt. Kühlt sich das Klima durch die Abnahme der Kohlendioxidkonzentration ab, gelangt weniger Süßwasser in den Nordatlantik, die Meeresströmung gerät ins Stocken.
Bisher wurde vor allem die Instabilität von kontinentalen Eisschilden der nördlichen Hemisphäre als Ursache für die Klimaschwankungen angesehen. Diese Studie hat aber ergeben, dass Kohlendioxid ein weiterer wichtiger Faktor ist, der nicht nur den durchschnittlichen Zustand des Klimas bestimmt, sondern auch deren langfristige Stabilität.