地球最後一百萬年的歷史是許多冰川周期的組合，它由冰期和間冰期之間頻繁的相互轉化組成。一般認為，這些周期是由地球公轉和自轉的微小振蕩引起的，但是這些振動又太小了，無法解釋氣候變化的巨大差異。
隨著科學研究的深入，在1970年代科學家發現，冰河時代大氣中溫室氣體二氧化碳含量降低了30%。這讓科學家相信，大氣中二氧化碳的下降是冰川周期的關鍵因素。不過，二氧化碳為什麼會下降，到目前為止這還是有爭議的。
二氧化碳對地球溫度的貢獻
許多人只知道二氧化碳是溫室氣體，但是卻不知道它的作用原理。地球的溫度是由熱量的輸入和輸出的平衡所決定的。當熱量輸入提高或者熱量輸出較少時，地球的溫度就會上升；反之，地球的溫度就會下降。
對於地球來說，太陽光基本上佔了地球熱量輸入的99%，還有一個更次要的因素是人類把能源變成了熱量。儘管地球和太陽的距離不是恆定的，而是有一個微小偏差的，但是從大的角度來說，太陽光作為熱量輸入的主要來源是恆定的。那麼，對地球溫度產生影響的就只剩熱量的輸出了。
眾所周知，有溫度的物體就會發出熱輻射，且溫度越高輻射的熱量越大。地球也會發出熱輻射，但是它的輻射波段在紅外區域。這就導致了一個問題，地球大氣中的溫室氣體會吸收這種輻射，使得熱量逃逸不出。因此，地球向外輸出的熱量就會減少，溫度就會升高。
但是，溫室氣體並不像大家所想像的那麼壞。科學家曾經做過計算，假如地球上沒有溫室氣體，那麼地球的平均溫度會處於零下15攝氏度。在這個溫度下，沒有液態水，生命也就難以存在。
冰河時代二氧化碳的消失
最近，一個科學家團隊發現了重要證據，表明在冰河時代，南極地表水有助於在深海中儲存二氧化碳。研究人員使用來自南極海洋的沉積物巖芯，以生成硅藻化石中有機物化學成分的詳細記錄。硅藻是一種漂浮在水面上的藻類，在它們死亡後會沉到海底。
海藻的生長和下沉會將二氧化碳吸入海洋深處，這個過程通常被稱為生物泵。生物泵主要由熱帶、亞熱帶和溫帶海洋驅動，它們在靠近極地的地方效率低下，因為環繞南極大陸的強東風將富含二氧化碳的深層水拉到地表，二氧化碳被排放回大氣中。
但是在冰河時代，南極地區的風力上升流是非常少的，因此二氧化碳不會被重新排回大氣。而風的變化可以通過分析硅藻化石中的氮元素來確定。這一發現現在發表在了《科學》雜誌上。