Danas se o klimatskim promjenama puno piše i govori. Česti su senzacionalistički naslovi u novinama o predstojećoj klimatskoj katastrofi, međutim i mnogi znanstvenici upućuju na mogućnost znatnih promjena klime djelovanjem čovjeka. U ovom izlaganju pokazat ćemo neke relevantne podatke koji kazuju o znatnim klimatskim promjenama tijekom duge Zemljine prošlosti, te pokušat ukazati na smjer promjena klime u bliskoj budućnosti. O čemu ovisi klima na Zemlji? Ovisi o količini sunčeve radijacije koja dolazi do površine Zemlje, a izražava se u Wm-2. Razlike u primljenoj količini radijacije uzrokuju klimatsku zonaciju, pa na Zemlji razlikujemo tropsku, suptropsku, umjerenu, i polarnu klimatsku zonu. Atmosfera kao tanki plinoviti omotač sa svojim stakleničkim plinovima uzrokuje da je prosječna temperatura površine Zemlje oko 15º C. Staklenički plinovi (vodena para, CO2, CH4, NOx… ) koji apsorbiraju povratno zračenje Zemlje uzrokuju da je Zemlja ugodna za život. Bez utjecaja stakleničkih plinova prosječna temperatura zemljine površine bila bi 20 - 30 º C niža. Osim njih, klimu reguliraju i prašina prisutna u atmosferi, raspored kontinenata i oceana na površini Zemlje te intenzitet Sunčeva zračenja. Mogu li se mijenjati i kako sastav atmosfere, koncentracija prašine, raspored kontinenata i/ili intenzitet sunčeva zračenja? Kako se to može otkriti? Tako da se pobliže prouči kako se klima Zemlje mijenjala u prošlosti. A kako se može otkriti kakva je bila klima prije recimo 20.000, 100.000 ili 70.000.000 godina? Naravno, istražujući sedimente koji su se taložili tijekom geološke prošlosti u kojima su zapisane promjene klime, dok su „ nedavne“ promjene (u posljednjih 800.000 godina) zapisane su u ledenim pokrovima Antarktike i Grenlanda. Kako su klimatske karakteristike „ zapisane“ u sedimentima ili ledu? Na mnogo načina kao na primjer raznolikošću fosila koje nalazimo u sedimentu, vrsti sedimenta, a o temperaturi nekadašnjih mora puno se može saznati na temelju izotopskog sastava kisika prisutnog u biogenim sedimentima ili ledu. Na temelju omjera izotopa kisika 18O i 16O u jezgri sedimenta iz Pacifika koji su taloženi posljednjih 6 milijuna godina (Sl. 1, iz Juračić 2006) pokazalo se kako se mijenjala temperatura u tom razdoblju. Pregled procijenjene srednje temperature površine Zemlje kroz cijelu geološku prošlost ( Sl. 2, prema Coe et al., 2002) pokazuje da je tijekom većeg dijela zemljine prošlosti bilo toplije nego danas, ali i to da su postojala razdoblja kad je bilo znatno hladnije (coldhouse – ledenica!). Za bližu geološku prošlost (pleistocen, posljednjih oko 1, 8 Ma) karakteristične su izrazite klimatske oscilacije, te puno dulja hladna razdoblja (glacijali) od toplih (interglacijali). Danas se smatra da je glavni uzrok tim izrazitim klimatskim oscilacijama tijekom pleistocena ciklička promjena orbitalnih parametara Zemlje (kut nagiba osi rotacije Zemlje, precesija osi rotacije, te promjena ekscentriciteta zemljine orbite oko Sunca). To je poznata Kroll-Milankovićeva teorija uzroka pleistocenskih klimatskih oscilacija. Naime zbog trenutnog rasporeda kontinenata i oceana, smatra se da postoji jedno „ osjetljivo“ područje na kontinentima (oko 60º sjeverne geografske širine) u kojem male promjene intenziteta sunčeve radijacije uzrokovane promjenom orbitalnih parametara dovode do nakupljanja ili otapanja leda. Kako se klimatske promjene odražavaju na Zemlju? Prvenstveno tako da se nakupljaju ili otapaju veliki ledeni pokrovi na kontinentima u većim geografskim širinama, a zbog toga pada ili raste morska razina. Tako je procijenjeno da je tijekom zadnjeg glacijalnog maksimuma (prije 30.000 do prije 19.000 godina) na kopnu bilo akumulirano oko 69 x 103 km3 leda (u usporedbi s današnjih oko 14 x 103 km3), te je zato morska razina bila niža za oko 125 m ( Lambeck et al., 2002). To je bio uzrok da je Jadransko more tada bilo puno manje no što je danas (Sl. 3, prema Correggiari et al. 1996). Detaljna proučavanja ledenih jezgri i mjehurića zraka očuvanih u ledu pokazala su izrazitu korelaciju temperature zemljine atmosfere i koncentracije CO2 i CH4 (Sl. 4). U doba glacijala koncentracija CO2 u atmosferi bila je oko 200 ppm, a u doba interglacijala oko 270 ppm. Od kraja pedesetih godina prošloga stoljeća kontinuirano se prati koncentracija CO2 u atmosferi i bjelodano se vidi kontinuirani porast koncentracije (Sl. 5, prema Juračić, 2006). Koncentracija CO2 od predindustrijskih 270 ppm porasla je na današnjih oko 375 ppm. Osnovni uzrok tom kontinuiranom porastu atmosferske koncentracije CO2 je ubrzano spaljivanje fosilnih goriva (ugljen, nafta, zemni plin) u posljednjih stotinjak godina, a koji su se u Zemljinoj kori akumulirali milijunima godina. Logično je zaključiti da će porast koncentracije stakleničkih plinova dovesti do daljnjeg porasta površinske temperature Zemlje i promjene klime. Procjene o veličini i brzini promjene znatno se razlikuju. Dio istraživača smatra da je mogućnost samoregulacije Zemlje (puferski kapacitet, negativna povratna sprega) dovoljno velik tako da ne treba očekivati velike klimatske promjene, dok drugi dio smatra da bi moglo doći do prijelaza u drugačije klimatsko stanje („ run-away“ efekt, pozitivna povratna sprega).