萬年氣候圖
成果顯示，在近萬年的時間尺度上，羅布泊曾經氣候濕潤，湖面達數千至近萬平方公里，地面植被豐富。專家們的研究結果顯示，距今9800-15300年間，羅布泊西湖水深略大，每年都有較強的塵暴作用，為湖泊沉積帶來黃色或淺黃色的粉砂。這一時期塔里木河等入湖徑流相對穩定，共沉積了厚度超過80厘米的黃色層，成層石膏的出現表明當時氣候乾燥。
距今8150-9800年間，塔里木盆地區域氣候相對溫和濕潤，河流徑流量較大，地面水體較多，沿河流或綠洲地區榆樹為主，風暴作用不很強。“這個時期，羅布泊湖水微鹹或半鹹，有一定水生植物，自然環境比現在好得多。”
距今3400-5900年間，羅布泊有較多來水匯入，胡楊成林、動物種類豐富，牧業發達。這一時期羅布泊地區出現了分布在孔雀河下游幹流兩岸及支流小河東岸的小河-古墓溝（太陽墓）文化，其年代為距今約3500年到3900年。
距今2200-3400年間，羅布泊出現乾涸事件。在湖心相應沉積層出現了一層以粉細砂為主、含較多中、粗砂及白色石鹽斑狀的沉積層，這是由沙塵暴作用帶來。“本次乾涸造成了本區人類文明的斷層。”
距今350-1150年，羅布泊西湖及西岸地區進入環境最佳時期。
尤其是在距今700-900年間，氣溫與現在相似或略高，但降水增多，塔里木河可能又一次經孔雀河流入羅布泊，使湖面和沼澤化面積擴大，湖水淡化成淡水或微鹹水湖，水生生物大量繁殖，生物多樣性增加，湖泊西岸地面植被覆蓋度增多。歷史記載中的唐代"邊屯如雲"，屯戍細雨的田卒多達10萬，人們又回到了早已荒蕪的樓蘭古城。
距今700年後，風暴作用加強，氣候乾旱，羅布泊進入現代環境變遷。
距今350年以來，羅布泊經歷了幾次重要事件：
1921年，塔里木河經孔雀河入羅布泊，使湖面迅速擴大，直到1942年後開始收縮。
1958年大洪水再次充盈羅布泊，並使久旱的東湖再次充水。
由於1958年後在孔雀河修建了兩個水庫，截留了上游來水，因此羅布泊在1962年完全乾涸，形成現在的羅布泊鹽漠，“體現了乾旱區水環境突變與速變的特徵。”
羅布泊環境惡化中
然而在此次考察中，專家們注意到羅布泊地區的環境仍在持續惡化中。10月26日，記者跟隨科考隊在阿奇克谷地看到，大量植被死亡，原來生長著駱駝刺、蘆葦等的沙包退化消亡嚴重，沙漠活化。
羅布泊南湖沙漠以北，1980年豎立的彭加木紀念碑，已經部分被流沙掩埋。當年在此立碑的科考隊隊長夏訓誠認為，沙漠已向北擴展了100米。
他還說道，1990年6月份開挖的一條從塔里木河到台特瑪湖的渠道，也已經被沙子填埋。2004年小河墓地考古營地上紮起的鐵絲圍欄，現在已被1到3米的新沙包掩埋。
夏訓誠表示，研究羅布泊過去氣候環境變遷的過程及其原因，“不僅可以為治理和改善本地區的環境提供科學依據，同時對了解和認識中國西部乾旱區氣候變遷的基本規律具有一定的意義。”
已故國家最高科學技術獎獲得者劉東生院士在2004年考察羅布泊後認為：“羅布泊地區的環境變遷是乾旱區環境的一個縮影，第四紀地質的許多科學問題在這裡都可以找到滿意的答案。”
