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Le climat terrestre obéit à une certaine cyclicité, avec des périodes glaciaires entrecoupées de périodes plus chaudes. Cette cyclicité est en partie expliquée par les variations des paramètres orbitaux de la Terre (voir les cycles de Milankovitch). Cependant, l'histoire géologique de la Terre est ponctuée par certains épisodes chauds, particulièrement extrêmes, désignés sous le terme d'optimum climatique.
Un optimum climatique désigne ainsi une période durant laquelle le climat terrestre global a subi un pic de température positif. En contexte géologique, deux grands optimums climatiques se distinguent : l'optimum climatique de l'Éocène et l'optimum climatique de l'Holocène. Sur la période historique, il faut aussi recenser l'optimum climatique romain et l'optimum climatique médiéval qui sont cependant des événements de second ordre en comparaison avec les deux premiers.
Optimum climatique de l’Éocène
Défini pour la période de 54 à 49 millions d'années environ, il s'agit de très loin de l'épisode climatique le plus chaud de l'ère cénozoïquecénozoïque et l'un des plus chauds de toute l'histoire de la Terre. Le début de l'Éocène est en effet marqué par une augmentation extrême des températures sur au moins 5 millions d'années à l'échelle du globe. La température moyenne sur Terre aurait été de 29 °C, soit 15 °C de plus qu'aujourd'hui. Ce réchauffement extrême a entraîné d'importants changements de faunefaune et de flore. Les forêts tropicalesforêts tropicales s'étendaient ainsi jusqu'à de hautes latitudeslatitudes. On retrouve ainsi des traces fossilesfossiles de palmiers en AntarctiqueAntarctique, et de crocodilescrocodiles en ArctiqueArctique ! Les calottes glaciairescalottes glaciaires avaient, quant à elles, presque totalement disparues.
Optimum climatique de l’Holocène
La période plus récente de l'Holocène est également marquée par un climat chaud entre 9 500 et 5 500 ans. Le maximum thermique est intervenu il y a environ 8 000 ans. Cet épisode marque le point d'orgue d'une déglaciation très rapide qui fait suite à la glaciation würmienne (maximum glaciaire il y a 20 000 ans). La hausse rapide de la température des océans et de l'airair (+1 °C par rapport à l'actuel) entraîne une fontefonte rapide des calottes polaires et une élévation du niveau des océans.
Optimum climatique romain
À un second ordre, on observe, sur la période historique, un court réchauffement du climat en Europe entre -250 et 400 après J.-C. Les conditions de cet optimum climatique relatées dans plusieurs récits historiques ne semblent cependant pas très éloignées des conditions actuelles. De nombreuses preuves scientifiques (pollenspollens, sédimentssédiments, analyses de coquillescoquilles...) suggèrent en effet qu’un épisode chaud de plusieurs centaines d’années s'est bien abattu sur l'Europe et l'Atlantique Nord. Il ne semble cependant pas s'agir d'un phénomène global, à l'inverse des deux événements cités précédemment.
Optimum climatique médiéval
Durant la période médiévale, a également été recensé un épisode de réchauffement climatiqueréchauffement climatique léger centré sur les années 1 200. Cet épisode est connu sous le nom d'optimum climatique médiéval. Il sera suivi par un refroidissement assez net (de 1 500 à 1 850) surnommé le « Petit âge glaciaire » (PAG). Les températures estimées pour cet optimum climatique localisé dans les régions de l'Atlantique Nord semblent similaires à celles enregistrées dans les années 1990, mais sont inférieures aux températures actuelles. Les causes de cet épisode de réchauffement mais également sa définition précise restent encore débattues.
