Cổ khí hậu học

Nghiên cứu băng hà, các mũ băng ở vùng cực, như ở Greenland và Nam Cực.

• không khí bị giữ trong tuyết khi chúng rơi xuống, và tồn tại ở dạng các bong bóng nhỏ dưới các lớp băng bị nén chặt.
• Sự phân lớp của băng theo chu kỳ các mùa trong năm theo dữ liệu lõi băng.
• Sự thay đổi bề dày dùng để xác định giáng thủy và nhiệt độ.
• Biến động hàm lượng oxy-18 (Bản mẫu:Delta) trong các lớp băng đặc trưng cho các biến động nhiệt độ trung bình của đại dương.
• Phấn hoa được quan sát trong các lõi băng và có thể được dùng để suy đoán các loài thực vật đã tồn tại.
• Tro núi lửa cũng có mặt trong một số lớp băng, và có thể được dùng để xác định thời gian hình thành lớp trầm tích đó.

Vòng sinh trưởng thực vật

Thông tin về khí hậu có thể được nhận dạng qua việc nghiên cứu sự thay đổi trong sự phát triển của cây. Một cách tổng quát, cây phản ứng lại các biến đỗi khí hậu bằng cách phát triển nhanh hơn hay chậm hơn thể hiện thông quan độ dày hơn hay mỏng hơn của vòng sinh trưởng.

Theo thang thời gian dài hơn, các nhà địa chất học phải sử dụng các dấu hiệu trầm tích để xác định.

Trầm tích học

• Trầm tích có thể chứa các phần còn lại được bảo tồn tốt của thực vật, động vật, phiêu sinh hay phấn hoa, các loài này mang đặc điểm của một đới khí hậu nhất định.
• Phân tử sinh học đánh dấu như alkenones có thể cung cấp thông tin về nhiệt độ của hệ tầng chứa nó.
• Hóa học, đặc biệt là tỉ số Mg/Ca của canxit trong các thí nghiệm Foraminifera, có thể được dùng để tái lập nhiệt độ cổ.
• Tỷ lệ đồng vị có thể cung cấp nhiều thông tin khác như Bản mẫu:Delta, Bản mẫu:Delta.

Tướng trầm tích

đá ghi lại các dấu hiệu như mực nước biển dâng hoặc rút; đặc trưng là các cồn cát cổ nằm rất xa bờ biển hiện tại hoặc bị nhấn chìm dưới sâu.

San hô

Vòng san hô cũng tương tự như vòng sinh trưởng của cây cũng phản ánh hiệt độ nước biển cổ và hoạt động của sóng. Từ dữ liệu này, các thiết bị có thể được dùng để suy ra nhiệt độ bề mặt biển và độ mặn của nước biển trong quá khứ trong vài thế kỷ qua.[1]