在人类开采利用化石燃料和大量砍伐丛林之前，地球上的碳循环根本上是处于均衡状态的(图1)。在陆地生态系统中，每年植物的光合作用可以吸收大气中1200亿吨的碳，同时植物呼吸和土壤呼吸加起来每年向大气中开释1200亿吨的碳；在海洋生态系统，每年海洋浮游植物吸收的碳和海洋动植物呼吸开释的碳也大要雷同。因此，大气中的二氧化碳浓度是维持在一个恒定的数值，地球的气候也是处于一个稳固的状态。
图1 工业革命之前的地球碳循环
在工业革命之后，人类把埋藏在地壳深层的化石燃料开采出来，并在短时间内把这些化石燃料中的碳排放到大气中；全球生齿的数目也在这一时期快速增长，需要通过砍伐丛林来增长城市及农田面积，这也导致了大量的碳开释到大气中(图2)。因此，地球的碳循环均衡被冲破，每年大气中会净增长80亿吨左右的碳，尽管这些多出来的碳有一部分被植物和浮游植物光合作用吸收，但是另有很大一部分积累在大气中，导致大气中的二氧化碳浓度持续增长，地球的地表温度也随之持续增长，气候也就不在稳固了，以是近些年来极端气候频发。
图2 工业革命之后地球的碳循环 |
