现在我们可以观察到格陵兰每一年或每十年的气候变化，那么过去的气候变化是怎样呢？比如维京人刚抵达格陵兰时的气候状况如何？接下来的500年里又有什么改变？要掌握过去格陵兰的气候变化，我们有三方面的资料可供参考：文字记录、花粉和冰芯。
首先，格陵兰的维京人已拥有文字，再加上有文字的冰岛人和挪威人频繁来访，如果他们愿意对当时的天气情况做一些记录，那么会给研究维京人命运的后人带来很大的帮助。遗憾的是，他们并没有做此记录。不过我们可以从冰岛人的日记、信件、编年史和报告中搜索到大量不同年代的冰岛气候记录，其中包括寒冷、降雨和海冰等。这些资料可在一定程度上帮助我们了解格陵兰的气候情况，虽然两地的气候并不完全相同，但是如果冰岛在某段时期气候特别寒冷的话，格陵兰应该也差不多，特别是冰岛附近出现海冰的话，就会堵塞冰岛或挪威到格陵兰的海路。
关于格陵兰过去的气候情况，第二种资料来源是花粉研究。孢粉学家从格陵兰的湖泊和沼泽获取沉积物样本来分析花粉和当年的植被情况，我们在上文探讨复活节岛和马雅时已经遇到过这种研究（第二章和第五章）。我们一般人不会对湖底的淤泥和沼泽感兴趣，但对孢粉学家来说那可是极乐世界，因为越底层的淤泥就越接近过去。将淤泥样本有机物质做放射性碳年代测定，科学家可以借此推测沉积物形成的年代。来自不同物种的花粉在显微镜下的形态也各有不同，淤泥样本里的花粉会告诉孢粉学家，某一年份的湖泊和沼泽地附近有何植物。孢粉学家们发现，随着格陵兰的气候变得越来越冷，需要温暖气候才能生长的树木的花粉越来越少，取而代之的是来自耐寒草类或莎草的花粉。但是这种结果也有可能是维京人砍伐森林造成的。如今，孢粉学家们已经知道如何区分花粉变化是因气候改变还是砍伐森林造成的。
第三，关于格陵兰过去气候最详尽的资料来自冰芯。格陵兰气候寒冷潮湿，树木矮小，而且只生长在某些地区，且木材腐坏很快。格陵兰不像美国西南部，气候干燥，木头可保存数百年之久，留下美丽的年轮让研究阿纳萨兹印第安社会的考古学家得以重建每一年的气候变化。虽然格陵兰没有树木年轮，但幸运的是，科学家们可以研究冰轮——确切地说是冰层。年复一年落在格陵兰冰帽上的雪越积越厚，于是变成冰。雪或冰含有三种不同的氧同位素，也就是说中子数不同导致氧的原子量有所区别。其中占绝对优势的是自然氧（占99.8％）氧—16（指的是原子量为16），此外还有少量（0.2％）的氧—18和更少量的氧—17。这三种氧的同位素都很稳定，没有放射性，但它们还是可以被一种称为质谱仪的仪器区分出来。冰雪形成时期的温度越高，雪中所含氧—18的比例就越高。因此，每年夏天下的雪，氧—18的比例要比同年冬天的来得高。同理，如果某年某一月份的气候特别暖和，那么氧—18的比例就要比寒冷年份同一月份的雪中所含的氧—18来得高。
因此，如果你在格陵兰的冰帽往下打钻（在格陵兰进行冰芯研究的科学家目前已经钻到两英里深），然后测量每个冰层的氧—18比例，就会发现随着冰层深入出现高高低低的波动。这是因为你从某年夏天的冰层钻到前年冬天的冰层，然后再进入前年夏天的冰层，这就是可以预计的季节性气温变化。其次你还会发现每年夏天或冬天氧—18的比例也有差异，这就是无法预计的每年气温变化。因此，就像考古学家在阿纳萨兹印第安部落研究年轮一样，在格陵兰研究冰芯可以得知每一年夏季和冬季的气温变化。此外，研究冰芯的另外一个好处是通过测量连续两个夏季（或冬季）之间的冰层厚度，来计算出那一年的降雪量。
冰芯还能告诉我们另外一种树木年轮无法反映出的气候特征——暴风雪程度。暴风把格陵兰近海的盐雾吹到内陆，盐雾飞到冰帽上空有些变成雪落下来，这种雪里含有海水的钠离子。暴风也会把远方大陆的沙尘吹到冰帽上，而沙尘内则含有钙离子。相形之下，纯水形成的雪没有钠离子和钙离子。如果在某一年形成的冰层中含有高浓度钠离子和钙离子，那么这一年的暴风雪肯定很强烈。
总之，我们通过中世纪冰岛人的文字记录、格陵兰自身的花粉和冰芯得以重建格陵兰过去的气候资料，其中冰芯研究能够细分到每年的情况。那么到目前为止，我们有何收获呢？
正如所预料的，我们发现14000年前上一次冰河期结束后，格陵兰气候变暖。那时格陵兰的峡湾只是“凉快”而非“严寒”，还有一大片低矮的森林。但格陵兰的气候并不是从14000年前以后就趋于稳定，不再变化。有几个时期，气候还是非常寒冷，然后又回暖，变得温和。这样的气候变化对先于维京人来到格陵兰的美洲土著影响也很大。北极地区猎物种类稀少，只有驯鹿、海豹、鲸和鱼类，但一般来说每种的数量都挺多。如果这些常见的猎物捕光了或迁徙去其他地方，这些美洲土著为了生存，只好搬去物种较为丰富、纬度较低的地区发展。因此，极地史（包括格陵兰岛在内）就是这样的一段历史——人类在一大片土地上落脚，生存了好几百年，后来由于气候变化造成猎物减少，最后导致人类也渐渐凋零、消亡，或改变了生活方式。
根据我们对20世纪格陵兰的第一手观察资料，这种气候变化对当地以捕猎为生的土著造成极大的影响。20世纪初期，海水温度上升使海豹几乎在格陵兰南部绝迹。后来气候转冷，大群海豹才又重新现身。接着在1959年至1974年间，气候变得非常严酷，海冰造成随季节迁徙的海豹数量减少，这段时期海豹的总捕捞量也很少。格陵兰人不得不将目标改为环斑海豹。这种海豹会在冰上钻洞，用来呼吸，因而不受冰封的影响。公元前2500年，美洲的土著也因为类似的气候波动造成原住地猎物减少，所以来到格陵兰，建立起第一个人类聚落，然后在公元前1500年凋零和消亡，接着又卷土重来，然后又再次凋零，最后在公元980年维京人抵达之前，完全放弃了格陵兰南部。因此，维京人在格陵兰落脚之初，并没有看到任何因纽特人，只发现了那些原住民的遗迹。对维京人而言，初抵格陵兰时遇上的温暖气候并非是件好事，因为这促使因纽特人（即爱斯基摩人）从白令海峡迅速向东扩张，当时加拿大北部诸岛在冰封了几个世纪后，开始在夏季融化，水路通畅，因纽特人得以大肆捕猎北极鲸。这一气候变化最终使得因纽特人于公元1200年左右来到格陵兰西北部，给维京人带来巨大的冲击。
我们从冰芯研究得知，从公元800年到1300年，格陵兰的气候相对温和，和目前差不多，甚至还要更暖和一点。这段时期就是所谓的中世纪温暖期。维京人就在此时踏上格陵兰，当时的气候适合牧草生长、饲养牲畜。从格陵兰14000多年的平均气候来看，已经算是非常好了。大约在公元1300年起，北大西洋的气候开始变得严寒，每年的差异也越来越大，于是渐渐进入寒冷的小冰河期，一直持续到19世纪。公元1420年左右，正是小冰河期威力最强的时候，夏季的格陵兰、冰岛和挪威附近海域都是浮冰，格陵兰通往外界的水路因此中断。过去生活在极地的因纽特人能够忍受这种寒冷的气候，甚至认为是好事一桩，因为天气寒冷出现大量环斑海豹。但对靠种植牧草为生的维京人而言，则是一个坏消息。结果，小冰河期成为格陵兰维京人消亡的致命因素。不过，从中世纪温暖期到小冰河期的转变非常复杂，并不是造成“天气变得越来越冷，把维京人都冻死了”的惟一因素。1300年以前，格陵兰曾出现过几次寒冷期，但维京人都熬了过来，然而面对公元1400年之后出现的几次温暖期，他们却败下阵来。对此，一个问题深深困扰了我们：“维京人为何不向因纽特人学习如何克服小冰河期的寒冷气候？”