D’abord, la disparition des calottes glaciaires réduira sensiblement le processus d’albedo, c’est à dire la capacité d’une surface de réfléchir l’énergie solaire. On estime que l’albédo de la glace est compris entre 0,30 et 0,40 (sur une échelle de 0 à 1). Celui de la mer est bien plus faible : entre 0,05 et 0,15 (plus faible qu’un sol). Autrement dit, la disparition des calottes glaciaires, conduira les océans à emmagasiner davantage de chaleur donc à accélérer le réchauffement global.

Le permafrost pose un autre problème. Ce sol gelé en permanence contient de très importantes quantités de gaz à effet de serre (carbone et méthane). Pour le moment, et depuis des millions d’années, ces gaz sont piégés dans ces sols gelés. La fonte du permafrost libérera donc une grande partie de ces gaz. Une toute récente étude publiée par les chercheurs dans la revue BioScience, a revu fortement à la hausse la quantité de carbone stocké dans ce permafrost. Selon ces scientifiques on estime maintenant à près de 1672 pétagrammes (1 pétagramme équivaut à 1 milliard de tonnes) la quantité de carbone stocké dans le permafrost des régions environnantes du pôle Nord. Cette estimation, qui prend en compte le carbone stocké dans les profondeurs du permafrost, représente plus du double des estimations précédentes. Bien entendu, une partie de ce carbone sera sans doute captée par une végétation plus importante qui pourra prendre place dans ces régions. Mais les scientifiques préviennent que ces processus seront très loin de compenser les quantités de GES émises.

Certains effets de la fonte du permafrost sont d’ores et déjà visibles. Des dépressions et des trous sont visibles sur les sols des régions où subsistent les traces du permafrost qui a fondu, provoquant l’affaissement du terrain en amont. Dans les régions boisées, la fonte du permafrost provoque un phénomène que l’on appelle « les forêts ivres », où les arbres se penchent à des angles surprenants. Les routes traversant ces terrains s’affaissent en raison des thermokarsts ; en outre, les maisons construites sur le permafrost risquent de s’incliner et, à terme, de s’affaisser, si un thermokarst se trouve sous les fondations. En Alaska des villages entiers sont déjà menacés par cette fonte du permafrost