從生物的角度來看，地球的歷史既充滿了滄桑巨變，又穩定得如同上天眷顧。大陸在極地與赤道間來回漂移，山脈與海洋時而出現、時而消失。但無論是在冰河時期與非冰河時期，地球環境的變化都相對較小，使生命得以存續。
雖然太陽幫助不大，但地球環境一直維持在相對穩定的水平。太陽的亮度在成熟過程中慢慢增強。如今每平方米地表接收到的太陽輻射約為1368瓦特，但在地球成型早期僅有1000瓦特。約4億年之前（當時海洋生物尚未進化成陸地生物），每平方米地表接收的太陽輻射約比今天少50瓦特。雖然當時陽光較弱，但較強的溫室效應抵消了這一不足（大氣中二氧化碳含量較高）。事實上，近幾百萬年的地球溫度處於歷史最低值。
但如今的陽光更加強烈，溫室效應也達到了幾百萬年來的頂峰。這一組合將招致怎樣的結果呢？
為尋找答案，南安普頓大學一支由加文·福斯特（Gavin Foster）帶領的團隊匯集了來自112項研究的數千份過往二氧化碳水平數據。南極冰核可為我們提供一百萬年前的空氣樣本，但更久之前的數據則需要利用碳同位素分析等手段從巖心中獲取。
不斷降低
研究結果揭露的規律與預期大致相符，不過結合多項研究，科學家得到了更加精確的結論。二氧化碳水平並非在3億年前的冰河時期突然下降，而是在4.2億年間均勻減少。每隔一百萬年，二氧化碳水平平均減少百萬分之3.4。（相比之下，自1960年以來，二氧化碳水平約上漲了百萬分之80）。
事實上，二氧化碳減少引發的長期降溫效果略強於太陽的升溫效果，因此在過去幾百萬年間，地球上才會規律性地出現冰河時期。
地球大氣中的二氧化碳含量為何會不斷下降、與逐漸增強的太陽輻射相互抵消呢？這也許是巖床風化、形成沉積物的結果。一些常見礦物與溶解在雨水中的二氧化碳發生化學反應，使大氣中的二氧化碳轉化為碳酸鹽沉積物和巖石。
關鍵在於，這一化學反應取決於氣候狀況：氣候越溫暖，風化效應就越強烈（大氣中二氧化碳含量降低）；相反，氣候越寒冷，風化就越微弱（大氣中二氧化碳含量增加）。這就像一臺天然溫度調節器，使地球氣候維持在相對穩定的狀態。
在過去的4億年間，生命從海洋登上陸地，碧綠的植被覆蓋了地表，彌補了僅有蔚藍海洋的單調。生物圈的擴張也對巖床風化產生了巨大影響。在動植物的共同作用下，風化作用有所加速，使大氣中的二氧化碳含量進一步減少。
這一變化過程有時也會偏離整體趨勢，如3億年前溫度突然大幅下降、2億年前溫度突然大幅上升，而這往往與板塊構造有關。活火山數量的變化會影響從地球內部釋放的二氧化碳量。此外，盤古大陸等「超級大陸」形成時，會產生大批新山脈，加劇風化效應，導致大氣中二氧化碳含量大幅減少。
未來趨勢
目光從過去轉向未來，你可以將溫室氣體排放情況與上述歷史記錄進行有趣的對比。最新一份政府間氣候變化專門委員會評估報告中將「一切如常」描述為最糟糕的一種情況，若按目前趨勢發展下去，到了2100年，溫室氣體濃度將達到百萬分之1370，並於2250年到達百萬分之2000的最高值。
大氣中二氧化碳濃度上一次高達百萬分之2000時，距今已有2億年之久。但當時的太陽輻射比今天略弱，因此兩者不可同日而語。研究人員的計算結果顯示，到了本世紀末，陽光和二氧化碳的共同作用將使地球氣候恢復到5000萬年前始新世時期的水平，成為恐龍滅絕後溫度最高的時期。（不過溫度還需要一定時間才能達到始新世的水準。）
如果我們任由二氧化碳濃度升至百萬分之2000，再加上目前的太陽輻射水平，「地球溫度將超過4.2億年間至少99.9%的地質記錄。」好在我們已經開始對溫室氣體排放加以控制，不過這個想法仍然夠嚇人的。
我們必須記住，全球變暖面臨的威脅主要取決於上述變化速度。地球歷史上也出現過溫暖的氣候，但那是成百上千年、甚至數百年地質變化積累的結果，生物有足夠的時間來適應這些變化。問題是，如今地球氣候的變化速度太快，更接近物種大滅絕時的水平。