Als je een koffiekopje steeds verder naar de rand van de tafel duwt, gaat het een tijdje prima totdat het kopje een kritiek punt bereikt en van de tafel valt. De kantelpunten in het aardsysteem gedragen zich op een vergelijkbare manier: lange tijd reageren ze weinig op klimaatveranderingen tot ze op een kritiek punt onafhankelijk worden en op de lange termijn overgaan naar een nieuwe toestand.

Zelfs als het klimaat afkoelt, blijven de processen onomkeerbaar of verandert de situatie niet. Welke elementen in het aardsysteem zouden kunnen omvallen is een onderwerp van verhitte discussie onder de wetenschappers. Een exacte voorspelling is namelijk erg lastig, omdat de verschillende elementen eveneens elkaar kunnen beïnvloeden.

Niettemin geven onderzoeken aan dat bij een opwarming van de aarde tussen de 1,5 en 2,0 graden de eerste omslagpunten worden bereikt.

Eén van de belangrijkste keerpunten met globale gevolgen is het verlies van de ijskappen op Groenland en West-Antarctica. Vanaf een toename in de temperatuur van slechts 1,5 graden kan het smeltproces vrijwel zeker intensiveren en zo een omslagpunt bereiken.

Op Groenland komt dit onder meer doordat de ijskap, die momenteel tot 3 kilometer dik is, steeds meer hoogte verliest en daardoor wordt blootgesteld aan steeds hogere temperaturen. In de diepere lagen van de atmosfeer is de dichtheid van de lucht groter en warmt de lucht daardoor meer op. Dit verhoogt de ijssmelt verder en dat staat tevens bekend als positieve feedback.

De West-Antarctische ijskap kan instabiel worden als het oceaanwater te warm is. Er treedt dan een zichzelf versterkend proces op, met als gevolg dat het ijsverlies steeds sneller plaatsvindt.

Het volledige smelten van de Groenlandse en West-Antarctische ijskappen zou resulteren in een mondiale zeespiegelstijging van 10 meter. Hoe snel het ijs smelt, hangt af van de verdere temperatuurontwikkeling. Het volledige verlies van het ijs wordt pas over enkele duizenden jaren verwacht.

Bijzonder relevant voor Europa is een omslagpunt dat wetenschappers hebben kunnen identificeren in de Noord-Atlantische Oceaan. De circulatie in de Labrador- en Irmingerzee ten zuiden van Groenland zou daarom de komende decennia kunnen instorten.

Normaal gesproken zakt het zoute en koude water daar vanwege de hoge dichtheid de diepte in. De extra aanvoer van zoet water door het smelten van de gletsjers op Groenland verdunt echter het water en de circulatie komt tot stilstand.

Deze circulatie wordt wel de subpolaire vortex genoemd en wordt beschouwd als de motor van de stromingen in de Atlantische Oceaan, waartoe eveneens de Golfstroom en de Noord-Atlantische Oceaan behoren. Als de circulatie ten zuiden van Groenland stagneert, zou het Noord-Atlantische zeewater regionaal met 2 tot 3 graden afkoelen en wereldwijd met ongeveer 0,5 graden.

Een mogelijk gevolg is dat de straalstroom naar het noorden verschuift, wat de weerpatronen in Europa zou kunnen veranderen en meer extremen zou kunnen veroorzaken.

De uitbreiding of het uitsterven van bossen kan tevens een omslagpunt betekenen. Het regenwoud slaat bijvoorbeeld circa een kwart van alle terrestrische koolstof op en dus ook de gebonden koolstofdioxide. Het speelt daarom een sleutelrol in het globale klimaat en de biodiversiteit.

Maar liefst 20 procent van het oorspronkelijke regenwoudgebied is al het slachtoffer geworden van ontbossing en droogte. Bij 25 procent zou – volgens schattingen van wetenschappers – een omslagpunt kunnen worden bereikt waarop het ecosysteem zich niet langer kan herstellen.

Tot de positieve elementen behoren onder meer de uitbreiding van de noordelijke naaldbossen en een mogelijke vergroening van delen in de Sahara, zoals voor het laatst zo’n 12.000 jaar geleden het geval was. Dit zijn regionale keerpunten die echter van weinig belang zijn voor het wereldwijde klimaat.

In figuurlijke zin zijn er ook in de menselijke samenleving kantelpunten te bereiken. In de energietransitie zou bijvoorbeeld een positieve omslag kunnen worden bereikt als de kosten van hernieuwbare energie dalen.

Meer dan 80 procent van de investeringen wereldwijd wordt nu geïnvesteerd in hernieuwbare energiebronnen waarvan hun aandeel in de totale elektriciteitsopwekking sneller groeit vergeleken met steenkool. Volgens een rapport van het Internationaal Energieagentschap zou het merendeel van de elektriciteit al begin 2025 uit hernieuwbare energiebronnen kunnen worden opgewekt.