С наступлением похолодания ширина климатических поясов сокращалась. Суживались тропические и субтропические пояса, все сильнее смещаясь в сторону экватора. Появлялись пояса умеренного и холодного (полярного) типа климата, которые по своим метеорологическим характеристикам мало чем отличались от современных. Сейчас уже ни у кого не вызывает удивления и сомнения тот факт, что в отдельные геологические эпохи на всей Земле существовали безморозные климаты. Так было и в очень далеком прошлом, сотни миллионов и миллиарды лет назад, так было и по геологическим меркам совсем недавно, несколько десятков миллионов лет.
В раннем карбоне, около 300 млн. лет назад, даже в тех районах, где находился в то время Северный полюс, произрастала растительность. Здесь росли не какие-то угнетенные растения типа современных карликовых стелющихся форм или лишайников, а настоящие деревья и кустарники. Советский ученый С. В. Мейен реконструировал лесную растительность этого времени по отпечаткам листьев и веточек деревьев, которые очень хорошо сохранились в ископаемом состоянии. В отличие от своих тропических собратьев арктические плауновидные деревья не имели раскидистой кроны. Ландшафт на полюсе и в приполярных районах был довольно странным. У всех деревьев отсутствовали так хорошо нам знакомые кольца нарастания. Ведь они свидетельствуют о смене времен года. А раз их нет, то и нельзя говорить о значительных изменениях температурного режима по сезонам года. Лето и зима очень похожи друг на друга по температурному режиму.
Но вот что интересно. В горных породах этого возраста, которые образовались в полярных районах, довольно часто встречаются растительные остатки, но нет ни одной косточки наземного животного, ни даже крылышка какого-нибудь насекомого. Это немного настораживает, так как не может идти ни в какое сравнение с буйством растительного покрова в тропических и экваториальных широтах. Здесь высота деревьев достигала 30-40 м. Непроходимые заросли кустарников, деревья с необычайно широкими кронами. Объем растительной биомассы на экваторе и в тропиках несообразно огромен. Здесь в широких масштабах происходило накопление пластов каменного угля. Эти пласты образовались не только по берегам озер и морей, т. е. в наиболее увлажненных и низменных участках земной поверхности, но и довольно далеко от них в межгорных впадинах и внутриконтинентальных низменностях. Все это было в экваториальных и тропических широтах. А в высоких широтах накопление пластов угля происходило очень медленно. То ли растительности было маловато, то ли более интенсивно происходил смыв песков и глин с окружающих долины рек и озер возвышенностей.
О таком своеобразном климате высоких широт в раннем карбоне действительно можно говорить как о вымершем. С. В. Мейен назвал его высокоширотным аридно-безморозным. Все здесь более или менее понятно, за исключением слова «аридный», которое означает засушливый. Действительно, районы развития такого типа климата испытывали определенный дефицит влаги.
Ввиду того что имеется определенное своеобразие климатов прошлого, некоторые ученые предлагают называть их не так, как современные, и употребить для названия характерную растительность. Так поступал в отношении современных климатов, давая их классификацию, крупнейший климатолог конца XIX и начала XX в, В. Кеппен. Так поступал и советский академик-географ Л. С. Берг. Они выделяли климат березы, климат сосны, климат фуксии, климат пальмы и т. д. Но если все это было достаточно четко для современной эпохи, так как трудно встретить человека, который не знал бы характерные особенности широко распространенных деревьев, то как же быть с растительностью, которая произрастала в прошлом, а ныне вымерла. Как можно говорить о климате вымерших растений, если широкий круг людей не только не представляет их облика, но и не знает об условиях их существования.
И если можно говорить о климатах древесных сообществ в современную эпоху, но нельзя этого делать для геологического прошлого. «Вымершие климаты» должны получить характеристику на метеорологической основе. Так будет точнее и объективнее.
Вот один из примеров «вымершего климата», существовавшего всего 30-35 млн. лет назад. Тогда на нашей планете было так же тепло, как и в далеком мезозое. Тропический пояс охватывал всю Европу и некоторые районы Сибири. Лед и многолетний снег, возможно, имелись только на самых высоких горных массивах, но на Северном и Южном полюсах располагались незамерзающие моря. Зима почти не отличалась от лета. Только было немного прохладнее. В то время на островах Канадского Арктического архипелага и на Шпицбергене, которые находятся далеко к северу от Полярного круга, росли деревья. Самые настоящие леса из широколиственных, среди которых нередко встречались и вечнозеленые формы. Эти ландшафты напоминали современные субтропики. Среди угольных пластов, которые образовались в то время, встречаются не только хорошо сохранившиеся отпечатки нежных листьев и побегов, но и кости и даже целые скелеты аллигаторов, черепах, змей. Все эти животные не переносят холода. Это дает нам основание наряду с другими специфическими палеогеографическими данными считать, что климат в высоких широтах в то время был похож на современный субтропический.
Пока остается загадкой один немаловажный факт. Как могли широколиственные деревья расти далеко за Полярным кругом. Конечно, было очень тепло, но ведь Солнце в высоких широтах, так же как и сейчас, на долгие месяцы скрывалось за горизонтом. Наступала теплая длинная арктическая ночь. Пальмовые рощи, гигантские секвойи, плауновидные и папоротниковые деревья по нескольку месяцев стояли в полной темноте. Такой фантастический ландшафт трудно себе представить, но еще сложнее объяснить.
Как в течение долгого времени растительность могла обходиться без солнечного света, а значит, и без процессов фотосинтеза? Вероятно, для растительности длительная многомесячная ночь играла ту же роль, что и зимние сезоны ныне. Жизненные процессы на некоторое время ночью затихали. Растения впадали в своего рода анабиотическое состояние. С первыми лучами солнца растительность пробуждалась и далеко на севере начиналось буйное цветение.
На Антарктическом континенте долгое время отсутствовал ледяной покров. В это трудно поверить. Как могла обходиться без ледников Антарктида? Лед возник в горных районах Антарктиды около 20-25 млн. лет назад. В мезозое этот континент покрывали густые леса, а на лугах паслись гигантские животные - бронтотерии, сумчатые. Просторы Антарктиды очень напоминали современные саванны Африки.
Ныне Австралию называют континентом сумчатых, но они появились не здесь, а проникли из Южной Америки. Более 30 млн. лет назад Южная Америка, Антарктида и Австралия были объединены в единый материк, и транзитный путь миграции животных из Южной Америки в Австралию пролегал через Антарктиду. Именно на последнем, там, где из-под льда выступают скальные породы, были обнаружены скелеты сумчатых.
Около 25 млн. лет назад материки Южного полушария вновь оказались в высоких широтах и сработала система глобального холодильника, когда в районе Южного полюса появилась суша и Южное полушарие стало выхолаживаться. Но какая же существует связь между появлением суши на полюсе и похолоданием? Поверхность суши отражает лучи солнца во много раз сильнее, чем морская вода. Напомним, что Мировой океан, по сути дела, представляет собой глобальный аккумулятор тепла. Мировой океан медленно нагревается и, очень медленно остывая, отдает тепло. Суша же, наоборот, быстро нагревается и быстро остывает. Похолодание усиливалось еще одним обстоятельством. Вначале между Антарктидой и Южной Америкой появился узкий пролив. Затем пролив возник между Австралией и Антарктидой. Проливы расширились, и образовалось круговое, так называемое Циркумантарктическое, течение. На него слабо воздействовали теплые течения, идущие с экватора. Круговое течение и высокая отражательная способность суши, с которой постепенно исчезала растительность, медленно выхолаживали материк. Появился ледяной покров. Он еще больше усилил отражение. Солнечные лучи практически полностью отражались от белой зеркальной поверхности льда, почти его не нагревая. Температуры понижались, а ледник продолжал расти.