Perubahan iklim sejak kedatangan manusia
Sejarah kemanusiaan — mulai dari kemunculan awal genus Homo lebih dari 2.000.000 tahun yang lalu hingga munculnya dan perluasan spesies manusia modern (Homo sapiens) yang dimulai sekitar 150.000 tahun yang lalu — secara integral terkait dengan variasi dan perubahan iklim. Homo sapiens telah mengalami hampir dua siklus glasial-interglasial penuh, tetapi ekspansi geografis global, peningkatan populasi besar-besaran, diversifikasi budaya, dan dominasi ekologi di seluruh dunia dimulai hanya selama periode glasial terakhir dan dipercepat selama transisi glasial-interglasial terakhir. Kera bipedal pertama muncul pada masa transisi dan variasi iklim, dan Homo erectus, spesies yang punah yang mungkin merupakan nenek moyang manusia modern, berasal dari zaman Pleistocene yang lebih dingin dan selamat dari periode transisi dan beberapa siklus glasial-interglasial. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa variasi iklim telah menjadi bidan kemanusiaan dan berbagai budaya dan peradabannya.
Periode glasial dan interglasial terbaru
Fase glasial terbaru
Dengan es gletser terbatas pada garis lintang dan ketinggian tinggi, Bumi 125.000 tahun yang lalu berada dalam periode interglasial mirip dengan yang terjadi hari ini. Namun, selama 125.000 tahun terakhir, sistem Bumi mengalami seluruh siklus glasial-interglasial, hanya yang terbaru dari banyak yang terjadi selama jutaan tahun terakhir. Periode pendinginan dan glasiasi terbaru dimulai sekitar 120.000 tahun yang lalu. Lapisan es yang signifikan berkembang dan bertahan di sebagian besar Kanada dan Eurasia utara.
Setelah awal perkembangan kondisi gletser, sistem Bumi berganti-ganti antara dua mode, satu suhu dingin dan gletser yang tumbuh dan yang lainnya dari suhu yang relatif hangat (meskipun jauh lebih dingin dari hari ini) dan gletser mundur. Siklus Dansgaard-Oeschger (DO) ini, yang dicatat dalam inti es dan sedimen laut, terjadi kira-kira setiap 1.500 tahun. Siklus frekuensi yang lebih rendah, yang disebut siklus Bond, ditumpangkan pada pola siklus DO; Siklus ikatan terjadi setiap 3.000–8.000 tahun. Setiap siklus Bond ditandai oleh kondisi dingin yang tidak biasa yang terjadi selama fase dingin dari siklus DO, peristiwa Heinrich berikutnya (yang merupakan fase kering dan dingin singkat), dan fase pemanasan cepat yang mengikuti setiap peristiwa Heinrich. Selama setiap acara Heinrich, armada besar gunung es dilepaskan ke Atlantik Utara, membawa bebatuan yang diambil oleh gletser yang jauh ke laut. Peristiwa Heinrich ditandai dalam sedimen laut oleh lapisan fragmen batuan yang diangkut oleh gunung es.
Banyak transisi dalam siklus DO dan Bond berlangsung cepat dan tiba-tiba, dan mereka sedang dipelajari secara intensif oleh para paleoklimatolog dan ilmuwan sistem bumi untuk memahami mekanisme penggerak variasi iklim yang dramatis. Siklus-siklus ini sekarang tampaknya merupakan hasil dari interaksi antara atmosfer, lautan, lapisan es, dan sungai kontinental yang memengaruhi sirkulasi termohalin (pola arus laut yang didorong oleh perbedaan kepadatan air, salinitas, dan suhu, daripada angin). Sirkulasi termohalin, pada gilirannya, mengendalikan transportasi panas laut, seperti Gulf Stream.
Maksimum Glasial Terakhir
Selama 25.000 tahun terakhir, sistem Bumi telah mengalami serangkaian transisi dramatis. Periode glasial terbaru memuncak 21.500 tahun yang lalu selama Maksimum Es Terakhir, atau LGM. Pada saat itu, sepertiga utara Amerika Utara ditutupi oleh Lapisan Es Laurentide, yang membentang sejauh selatan ke Des Moines, Iowa; Cincinnati, Ohio; dan Kota New York. Lapisan Es Cordilleran menutupi sebagian besar Kanada barat serta Washington utara, Idaho, dan Montana di Amerika Serikat. Di Eropa, Lapisan Es Skandinavia berada di atas Kepulauan Inggris, Skandinavia, Eropa timur laut, dan Siberia utara-tengah. Gletserane sangat luas di daerah lain, bahkan di garis lintang rendah di Afrika dan Amerika Selatan. Permukaan laut global adalah 125 meter (410 kaki)) di bawah tingkat modern, karena transfer bersih air jangka panjang dari lautan ke lapisan es. Suhu di dekat permukaan bumi di daerah tanpa lapisan lebih dingin sekitar 5 ° C (9 ° F) daripada hari ini. Banyak spesies tumbuhan dan hewan Belahan Bumi Utara mendiami wilayah yang jauh di selatan jangkauan mereka saat ini. Misalnya, pohon pinus dan pohon cemara putih tumbuh di Georgia barat laut, 1.000 km (600 mil) selatan dari batas jangkauan modern mereka di wilayah Great Lakes di Amerika Utara..
Deglaciation terakhir
Lapisan es kontinental mulai mencair kembali sekitar 20.000 tahun yang lalu. Pengeboran dan penanggalan terumbu karang fosil yang terendam memberikan catatan yang jelas tentang kenaikan permukaan laut saat es mencair. Pencairan paling cepat dimulai 15.000 tahun yang lalu. Sebagai contoh, batas selatan Lapisan Es Laurentide di Amerika Utara berada di utara Danau Besar dan wilayah St. Lawrence 10.000 tahun yang lalu, dan telah sepenuhnya menghilang 6.000 tahun yang lalu.
Tren pemanasan diselingi oleh peristiwa pendinginan sementara, terutama interval iklim Younger Dry 12.800–11.600 tahun yang lalu. Rezim iklim yang berkembang selama periode deglaciasi di banyak daerah, termasuk sebagian besar Amerika Utara, tidak memiliki analog modern (yaitu, tidak ada daerah yang memiliki rezim suhu dan kelembaban musiman yang sebanding). Sebagai contoh, di pedalaman Amerika Utara, iklim jauh lebih kontinental (yaitu, ditandai dengan musim panas yang hangat dan musim dingin) daripada sekarang. Juga, studi paleontologi menunjukkan kumpulan spesies tanaman, serangga, dan vertebrata yang tidak terjadi di mana pun saat ini. Pohon cemara tumbuh dengan kayu keras sedang (abu, hornbeam, ek, dan elm) di hulu Sungai Mississippi dan wilayah Sungai Ohio. Di Alaska, birch dan poplar tumbuh di hutan, dan ada sangat sedikit pohon cemara yang mendominasi lanskap Alaska saat ini. Mamalia boreal dan beriklim sedang, yang jangkauan geografisnya banyak dipisahkan hari ini, hidup berdampingan di Amerika Utara bagian tengah dan Rusia selama periode deglaciasi ini. Kondisi iklim yang tak tertandingi ini mungkin dihasilkan dari kombinasi pola orbital yang unik yang meningkatkan insolasi musim panas dan mengurangi insulasi musim dingin di Belahan Utara dan terus adanya lapisan es Belahan Utara, yang dengan sendirinya mengubah pola sirkulasi atmosfer.
Perubahan iklim dan munculnya pertanian
Contoh domestikasi hewan pertama yang diketahui terjadi di Asia barat antara 11.000 dan 9.500 tahun yang lalu ketika kambing dan domba digiring pertama kali, sedangkan contoh domestikasi tanaman dimulai pada 9.000 tahun yang lalu ketika gandum, lentil, gandum hitam, dan jelai pertama kali dibudidayakan. Fase peningkatan teknologi ini terjadi selama masa transisi iklim yang mengikuti periode glasial terakhir. Sejumlah ilmuwan telah menyarankan bahwa, meskipun perubahan iklim memberi tekanan pada masyarakat pemburu-pengumpul-pengumpul dengan menyebabkan pergeseran cepat dalam sumber daya, itu juga memberikan peluang ketika sumber daya tanaman dan hewan baru muncul.
