Das Klima der Erde unterliegt starken natürlichen Schwankungen, die durch ständige Wechselwirkungen im System Erde bestimmt werden. Mindestens zehnmal innerhalb der letzten Millionen Jahre sanken die Temperaturen in den hohen Breiten bis zu -6°C und in den gemäßigten Breiten bis zu -12°C, so dass sich Gletscher und mehrere Kilometer dicke Eisschilde in Nordeuropa und Nordamerika bildeten. Der Nordatlantik spielt hierbei eine Schlüsselrolle als Verstärker, manchmal auch als Auslöser weltweiter Klimaveränderungen, die sich sogar innerhalb von mehreren Jahrzehnten vollzogen haben. Die Änderung der Erdachse gegenüber der Sonne und die damit verbundene Variation der Sonneneinstrahlung ist eine der wesentlichen Ursachen für diese Glazial-Interglazial-Zyklen.
Die Stärke der Meeresströmungen und die Durchmischung des Ozeans stehen in Wechselwirkung mit dem Klima und dem Kohlendioxid-Gehalt (Abb. M. Schulz). Die Weltmeere enthalten 60 mal mehr Kohlenstoff als die Atmosphäre. Dadurch beeinflussen bereits kleinere Änderungen im Ozeanspeicher den CO2-Gehalt der Atmosphäre und somit das globale Klima.