Наряду с рассмотренными выше сравнительно медленными изменениями климата в прошлом должны были осуществляться колебания климата, относившиеся к более коротким интервалам времени.
Влияние этих колебаний на живую природу определялось их амплитудой и временными масштабами. Следует указать, что при той же амплитуде изменений климата более медленные изменения должны нанести меньший ущерб организмам, которые при длительном изменении климата могут приспособиться к этим изменениям или переместиться в зоны с природными условиями, сходными с условиями их прежних зон обитания.
Некоторые сведения о колебаниях климата можно получить по данным, относящимся к хорошо изученному четвертичному периоду кайнозойской эры, и по материалам для современной эпохи. Один из примеров таких колебаний — чередование ледниковых и межледниковых эпох в плейстоцене, интервалы между которыми составляли десятки тысяч лет. Установлено, что эти колебания, связанные, как отмечено выше, с изменениями положения земной поверхности относительно Солнца, проявляются только в эпохи с относительно большой площадью полярных льдов. Наличие этих льдов понижает устойчивость глобальной климатической системы и делает возможными существенные колебания термического режима в высоких и средних широтах при периодических изменениях элементов земной орбиты и наклона оси Земли. В эпохи, когда обширных зон полярных льдов не существовало (такие условия имели место на протяжении преобладающей части фанерозоя), эти причины не приводили к сколько-нибудь заметным изменениям климата.
По данным для современной эпохи известно, что нестабильность вулканической активности приводит к сравнительно небольшим изменениям климата, которые относятся к интервалам времени от нескольких лет до нескольких столетий.
Изучение влияния этих изменений климата на живую природу показывает, что колебания климата в эпохи оледенений резко изменяли флору и фауну в высоких и средних широтах, тогда как их влияние на организмы более низких широт было довольно ограниченным. Эпохи оледенений не приводили к глобальным сменам последовательных фаун, так как по мере развития похолоданий теплолюбивые животные обычно перемещались в более низкие широты.
Еще меньшее влияние на организмы оказывали современные колебания климата, обусловленные нестабильностью вулканической деятельности, хотя эти колебания приводили к некоторым изменениям ареалов ряда животных в высоких и средних широтах и даже к некоторым сдвигам границ растительных зон в этих областях.
Есть основания предполагать, что для интервалов времени, сравнимых с длительностью фанерозоя, следует ожидать проявления гораздо больших по амплитуде относительно кратковременных колебаний климата по сравнению с колебаниями в современную эпоху и даже с колебаниями в плейстоцене. Причина этого — увеличение вероятности проявления особенно крупных аномалий природных явлений по мере роста интервала времени, на протяжении которых такие аномалии могут осуществиться.
Гипотезы о механизмах, которые могли приводить к кратковременным крупным колебаниям климата, рассматриваются в четвертом разделе.