Variationerna i klimatet under de senaste 2,5 miljoner åren har omfattat kalla istider (glacialer) och varmare mellanistider (interglacialer). Speciellt under de senaste 900 000 åren har amplituden på klimatvariationerna ökat och under istiderna har inlandsisarna tidvis nått ner till de nordliga delarna av Tyskland och Polen.

Den kvartära perioden brukar delas in i pleistocen och holocen, där den sistnämnda motsvarar den mellanistid som vi idag lever i och som inleddes för drygt 11 000 år sedan.

Även istiderna kännetecknades av ett växlande klimat med kalla stadialer och relativt varma interstadialer under vilka inlandsisarnas utbredning minskade. Temperaturen under istiderna kan i Sverige tidvis ha varit 20 grader lägre än idag. Ner mot ekvatorn var dock skillnaden mot dagens klimat mindre och vid ekvatorn liknade klimatet under istiderna dagens.

Inom den närmaste framtiden är det sannolikt att människans användande av fossila bränslen kommer att leda till en ökad växthuseffekt och därmed ett varmare klimat.

Illustration som visar inlandsisens utbredning.De vita områdena på kartan ovan visar inlandsisens utbredning för 20 000–17 000 år sedan. Det var under denna period som den senaste inlandsisen hade sin maximala utbredning i norra Europa. Norra Atlanten täcktes då periodvis av havsis (ljust blått) medan sydligare havsområden, exempelvis Medelhavet, var fria från is (blått). Eftersom stora mängder vatten var uppbundet i inlandsisar stod havsytan betydligt lägre än idag. Det illustreras exempelvis av att det fanns en landförbindelse mellan England och Frankrike. Den nutida kustlinjen är markerad med en svag grön linje. Eftersom klimatet var betydligt kallare än idag rådde tundraförhållanden i stora delar av Mellaneuropa (brunt). I södra Europa bredde en stäpp med sporadiska förekomster av träd ut sig (ljust grönt). Illustration: Anna Åberg & Hinayo Masaki.

Flera istider i Sverige

Vid minst tre tillfällen, troligen fler, har det nordiska klimatet under upp till 100 000 år långa perioder kännetecknats av istidsförhållanden med omväxlande stadialer och interstadialer.

Inlandsis på Grönland.Idag finns inlandsisar på Grönland och Antarktis. Genom att besöka dessa platser kan man få en uppfattning om vilka förhållanden som rådde i Sverige under istiden. Bilden är tagen på Grönland.  Foto: Björn Söderbäck, Svensk Kärnbränslehantering (SKB).

De förhållandevis varma mellanistiderna har varit relativt korta, cirka 10 000–15 000 år och karaktäriserades av klimat och vegetation som liknar dagens. Vårt land var under dessa perioder till största delen täckt av skog och glaciärerna i fjällkedjan hade endast liten utbredning.

Under de kalla stadialerna täcktes landet i stor utsträckning av en inlandsis, som rörde sig ut ifrån norra Sverige där den var som mäktigast. Under de varmare interstadialerna drog sig inlandsisen tillbaka. Klimatet var dock även under dessa perioder kallare än idag. Fjällkedjan var troligen till stora delar täckt av glaciäris och stora delar av norra Sverige bestod av tundra med permafrost.

I Sverige finns spridda förekomster av sediment från den senaste mellanistiden, Eem. Undersökningar av sedimenten visar att sommartemperaturen under denna period var ett par grader högre än nutidens sommartemperaturer, något som bidrog till att vegetationen i Sverige under denna period var frodigare än idag. Eftersom klimatet även globalt var varmare nådde världshaven höga nivåer eftersom relativt lite vatten var uppbundet i glaciäris. Mellanistiden avslutades när temperaturen snabbt sjönk varvid den senaste istiden inleddes. Denna istid kallas i Europa ofta Weichselistiden (efter en flod i Polen).

Den senaste istiden

Under början av Weichselistiden var utbredningen av inlandsis relativt liten i Sverige och det mesta tyder på att endast de norra delarna av landet täcktes av is. Klimatet var dock betydligt kallare än idag och tidvis rådde tundraförhållanden med permafrost i stora delar av landet.

Under de tidiga delarna av Weichsel förekom två perioder då isen drog sig tillbaka och landet var då nästan helt fritt från is. Dessa mer eller mindre isfria interstadialer, kännetecknades dock av ett betydligt kallare klimat än dagens. Det har inte gått att säkert fastställa hur länge och när dessa interstadialer ägde rum.

Under de senare delarna av Weichselistiden var landet troligtvis mestadels täckt av is. Inlandsisen nådde sin största utbredning under istidens slutfas för cirka 20 000 år sedan. Då täcktes även de norra delarna av Polen och Tyskland av inlandsisen.

Sediment från de två isfria perioderna har hittats på många platser, framför allt i norra Sverige. Dessa avlagringar innehåller rester av både flora och fauna från de två interstadialerna På några platser har rester av mammutar och andra större köldtåliga däggdjur påträffats. Däremot har ännu inga spår av mänskliga aktiviteter hittats i Sverige.

Snabba växlingar i klimatet

Vi har relativt god kännedom om hur det gick till då inlandsisen drog sig tillbaka, den så kallade deglaciationen. Det tog närmare 10 000 år från det att isen började dra sig tillbaka från norra Tyskland till det att de sista isresterna försvann från Norrbottens inland. Under deglaciationen skedde flera bakslag i klimatet då isen åter ryckte fram.

Det mest välkända bakslaget i klimatet kallas Yngre Dryas-stadialen då temperaturen sjönk i stora delar av världen. Avlagringar från Yngre Dryas är väl dokumenterade från många platser, både i Sverige och övriga världen. Vid inledningen av denna kallfas sjönk sommartemperaturen med 8–10 °C på bara hundra år. Detta var en förändring av klimatet som måste ha varit mycket påtaglig även under en människas relativt korta livstid.

Resultat från studier av iskärnor visar att även andra klimatförändringar under kvartärtiden kan ha skett förhållandevis snabbt.

Från tundra till dagens klimat

Under den senaste istiden rådde tundraförhållanden i stora delar av Mellaneuropa. De djur som levde där då, som till exempel mammut och ren, var anpassade till en kall miljö. När klimatet blev varmare minskade tundrans utbredning drastiskt. Detta tillsammans med  intensiv jakt från människan ledde till att flera av dessa köldtåliga djurarter dog ut eller minskade kraftigt i antal.

När inlandsisen drog sig tillbaka från Sverige etablerade sig växter och djur snabbt i de isfria områdena. Först etablerade sig de mest köldtåliga arterna och därefter successivt mer värmekrävande arter. Temperaturen ökade fram till för cirka 6000–7000 år sedan då sommartemperaturen var ett par grader högre än dagens och klimatet i Sydsverige liknade det som idag råder i norra Frankrike. Södra halvan av landet täcktes då i stor utsträckning av ädellövskog.

Därefter har temperaturen fortsatt att fluktuera. Den generella trenden visar dock att temperaturen successivt sjunkit under de senaste årtusendena. Det kallare klimatet har lett till att barrskogen brett ut sig på bekostnad av ädellövskogen.