Viták tárgyát képezi a kis jégkorszak pontos datálása: míg számos tanulmány a globális lehűlést az 1500-as évekre teszi, mások szerint a sarkvidéken és a szubarktikus területeken már évszázadokkal korábban csökkent az átlaghőmérséklet.
    

Globálisan az átlaghőmérséklet alig 1 Celsius fokkal csökkent, ám Európa némely vidékén a lehűlés jelentősebb volt, különösen télen. Így a Temze London környékén telente vastag jégpáncélt "öltött magára", lehetővé téve a gyalogos átkelést a folyón.
    

A lehűlés okai mindeddig tisztázatlanok voltak. A Geophysical Research Letters-ben publikált tanulmány szerzői Gifford H. Miller, a boulderi Colorado Egyetem professzorának irányításával fosszílizálódott növényi maradványokat, valamint a gleccserek által szállított üledékeket vizsgálták Izlandon és Kanada észak-keleti részein. Amikor a lehűlés következtében a jégtakaró terjedni kezdett, maga alá "gyűrte", majd "foglyul ejtette" a növényeket - fosszílizálódott maradványaik radiokarbonos kormeghatározása elárulhatja, hogy mikor játszódtak ezek az események. Ily módon koronként megismerhető e "jégsapkák" mérete, s következtetni lehet a hőmérsékletre is.
    

Izlandon a kutatók azt kutatták, hogy a gleccserek különböző időszakokban mennyi üledéket szállítottak, amiből következtetni lehet a jégréteg vastagságára.
    

Az ily módon összegyűjtött adatokból a kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy a lehűlés hírtelen köszöntött be valamikor 1250 és 1300 között, majd további hőmérsékletcsökkenés következett be 1430 és 1455 között.
    

Az első lehűlést négy hatalmas trópusi vulkán kitörése okozta, ezek közül az első 1256-ban tört ki. A későbbi szakaszt az 1452-ben bekövetkezett vanuatu-i vulkánkitörés válthatta ki. A tűzhányók hatalmas mennyiségű kénrészecskéket lövelltek a légkör felső rétegeibe, ezek az aeroszolok visszaverték a napfényt, lehűlést okozva, ám hatásuk csupán néhány évig tartott.
    

Amikor a kutatók az adatokat számítógépes klímamodellbe építették be, kiderítették, hogy ez a rövid, ám intenzív lehűlés elegendő volt, hogy megnövelje a nyaranta is befagyott területét az Északi Jeges-tengeren, ahogy a gleccserek kiterjedését is. A növekvő jégtakaró pedig több napenergiát vert vissza, s gyengítette a Golf-áramot az Atlanti-óceánban, ami szintén visszahatott az éghajlatra.