Les indicateurs paléoclimatiques
Les isotopes de l'Oxygène
Il existe plusieurs isotopes stables de l'oxygène dont 16 O et 18 O qui sont les plus abondants (respectivement 99% et 0,2%). On les retrouve dans tous les composés oxygénés naturels, notamment l'eau et les carbonates. Ils sont utilisés couramment pour reconstituer les paléoclimats.
Le carbone 14
Il est produit dans la haute atmosphère à partir de l'azote 14 qui s'enrichit d'un neutron sous l'effet du bombardement cosmique. On appelle ainsi un flux de particules qui bombardent sans arrêt la Terre et qui provient de l'espace, parfois de galaxies lointaines. Cette production de 14C est modulée par le champ géomagnétique et l'activité solaire. Le champ magnétique de la Terre constitue une sorte de bouclier face aux particules cosmiques : plus son intensité est grande, plus il contrecarre leur pénétration dans notre atmosphère. Quant au Soleil, le renforcement de son activité se traduit par un vent très puissant qui tend à détourner de notre planète les rayons cosmiques et donc à affaiblir la production de 14 C.
Les fonctions de transfert
Les animaux et les végétaux ont des habitats préférentiels caractérisés par un certain domaine écologique. Aussi les variations des faunes de foraminifères le long de carottes marines ou celles de pollens le long de carottes lacustres ou de tourbières ont elles été interprétées en terme de changement climatique.
Les coraux
Les récifs coralliens fournissent des données sur les eaux océaniques superficielles des basses latitudes. Ils forment par ailleurs des séries géologiques continues couvrant de larges périodes de temps (jusqu'à plusieurs centaines de milliers d'années). C'est pour ces raisons qu'ils constituent des archives paléoclimatiques particulièrement intéressantes. Les exigences écologiques des communautés animales et végétales qui les bâtissent font qu'ils sont inféodés à des eaux comprises entre 23°C et 33°C, peu profondes (moins de 30 m) claires, à salinité normale et pauvres en élément nutritifs.