Hanya beberapa abad yang lalu, planet ini mengalami zaman es ringan, yang secara aneh dijuluki Little Ice Age atau zaman es kecil. Bagian dari Little Ice Age bertepatan dengan periode menurunnya aktivitas matahari yang disebut Maunder Minimum (dinamai dengan astronom Edward Maunder). Hal itu dipercaya bahwa kombinasi output matahari yang lebih rendah dan aktivitas gunung berapi yang tinggi adalah kontributor utama ( Gratis 1999 , Crowley 2001 ), dengan perubahan sirkulasi laut juga berpengaruh terhadap suhu di Eropa 

Gambar 1: Jumlah Irradiance Matahari (TSI). TSI 1880-1978 dari Solanki . TSI 1979-2009 dari Physikalisch-Meteorologisches Observatorium Davos (PMOD) .

Bisakah kita menuju ke Maunder Minimum yang lain? Aktivitas matahari saat ini menunjukkan tren pendinginan jangka panjang. Pada tahun 2009 terlihat output matahari pada tingkat terendah dalam lebih dari satu abad. Namun, memprediksi aktivitas matahari di masa depan memiliki masalah. Transisi dari periode 'maxima besar' (situasi di akhir abad ke-20) ke 'minima besar' (kondisi Maunder Minimum) adalah proses kacau dan sulit untuk memprediksi ( Usoskin 2007 ).

Katakanlah demi argumen bahwa matahari tidak memasuki Maunder Minimum lain selama abad ke-21. Apa dampak yang akan terjadi terhadap iklim bumi? Simulasi respon iklim jika matahari tidak jatuh ke tingkat Maunder Minimum menemukan bahwa penurunan suhu dari matahari adalah minimal bila dibandingkan dengan pemanasan dari gas rumah kaca buatan manusia ( Feulner 2010 ). Pendinginan dari turunnya output matahari diperkirakan sekitar 0,1 ° C (dengan kemungkinan nilai maksimum adalah 0,3 ° C) sedangkan pemanasan gas rumah kaca akan berkisar antara 3,7 ° C sampai 4,5 ° C, tergantung pada berapa banyak CO2 yang kita pancarkan di 21 abad ( lebih pada penelitian ini ... ).

Gambar 2: anomali suhu global rata-rata 1900-2100 dibandingkan dengan periode 1961-1990 untuk skenario A1B (garis merah) dan A2 (garis magenta) dan tiga kekuatan surya yang berbeda sesuai dengan siklus tipikal 11-tahunan (garis utuh) dan untuk Grand Minimum baru dengan radiasi matahari yang sesuai dengan rekonstruksi radiasi Maunder-minimum (garis putus-putus) saat ini dan radiasi yang lebih rendah (garis putus-putus), masing-masing. Suhu yang diamati dari NASA GISS sampai dengan tahun 2009 juga ditampilkan (garis biru) ( ​​Feulner 2010 ).

Namun, iklim kita telah mengalami perubahan yang jauh lebih dramatis daripada Little Ice Age. Selama 400.000 tahun terakhir, planet ini telah mengalami kondisi zaman es, diselingi setiap 100.000 tahun atau lebih dengan interval hangat yang singkat. Periode ini hangat, disebut interglacials, biasanya berlangsung sekitar 10.000 tahun. Interglasial kami saat ini dimulai sekitar 11.000 tahun yang lalu. Bisakah kita berada di ambang akhir interglasial kami?

Gambar 3: Perubahan Suhu di Vostok, Antartika ( Petit 2000 ). Periode interglasial ditandai dengan warna hijau

Bagaimana zaman es dimulai? Perubahan orbit bumi penyebab kurangnya sinar matahari (insolation) yang jatuh pada belahan bumi utara selama musim panas. Lapisan es mencair di Utara berkurang selama musim panas dan secara bertahap berkembang selama ribuan tahun. Hal ini meningkatkan Albedo bumi yang menguatkan pendinginan, menyebarkan jauh lapisan es. Proses ini berlangsung sekitar 10.000 hingga 20.000 tahun, membawa planet ke zaman es.

Efek apakah yang terjadi  dari emisi CO2 terhadap zaman es masa depan? Pertanyaan ini diperiksa dalam satu studi yang meneliti "pemicu" glasiasi - yang jatuhnya diperlukan pada insolasi musim panas di utara untuk memulai proses tumbuhnya lapisan es ( Archer 2005 ). Semakin banyak CO2 yang ada di atmosfer, insolasi yang rendah harus turun untuk memicu glasiasi.

Gambar 4 meneliti respon iklim terhadap berbagai skenario emisi CO2. Garis hijau adalah respon alami tanpa emisi CO2. Biru merupakan pelepasan antropogenik dari 300 gigaton karbon - kita telah melewati tanda ini. Pelepasan 1.000 gigaton karbon (garis oranye) akan mencegah zaman es selama 130.000 tahun. Jika pelepasan karbon antropogenik adalah 5000 gigaton atau lebih, glasiasi akan dihindari untuk setidaknya setengah juta tahun. Sebagaimana yang ada sekarang, kombinasi relatif kekuatan lemah orbit dan atmosfer seumur hidup yang panjang dari karbon dioksida kemungkinan akan menghasilkan waktu interglasial yang lebih lama daripada yang telah terlihat pada 2,6 juta tahun lalu.

Gambar 4. Pengaruh CO2 bahan bakar fosil pada evolusi masa depan suhu rata-rata global. Hijau merupakan evolusi alami, biru merupakan hasil dari antropogenik yang melepaskan 300 Gton C, oranye adalah 1000 Gton C, dan merah adalah 5000 Gton C ( Archer 2005 ).

Jadi kita dapat yakin, tidak ada zaman es di sekitar penjuru. Untuk mereka yang berlama-lama dalam keraguan bahwa zaman es sudah dekat, ini mengubah mata Anda terhadap lapisan es utara. Jika mereka tumbuh, maka ya, proses 10.000 tahun glasiasi mungkin telah dimulai. Namun, saat ini permafrost Arktik menurun, es laut di Kutub Utara mencair dan lapisan es Greenland mengalami tingkat percepatan dalam kehilangan massa. Ini bukan kondisi yang baik untuk terjadinya zaman es dalam waktu dekat.