지구의 기후 역사는 얼음과 불을 번갈아 가며 나타납니다. 현재 인류가 처해 있는 빙하시대(양극에 만년설이 있는)는 45억년의 지구 역사에서 드문 일이다. 대부분의 경우 지구는 얼음이 없는 따뜻한 세상입니다.
6600만년 전 백악기에는 지구 평균 기온이 36°C, 극해수 온도가 27°C에 이르렀다. 공룡은 따뜻한 환경에서 번성했습니다. 그러나 모든 따뜻한 시기가 그렇게 좋은 것은 아닙니다. 2억 7천만년 전 페름기 말에 슈퍼 화산 폭발로 인해 지구 온도가 10°C 상승하여 해양 생물의 95%와 육상 생물의 70%가 사라지는 지구 역사상 가장 심각한 대량 멸종 사건이 일어났습니다.
지구의 온도 조절은 "탄소 순환"에 달려 있습니다. 이산화탄소는 화학적 풍화 작용을 통해 암석에 흡수되고 화산 활동을 통해 다시 방출됩니다. 이 메커니즘으로 인해 지구는 오랫동안 상대적으로 안정된 기후를 유지할 수 있었지만 통제할 수 없게 된 적도 여러 번 있었습니다. 24억~21억년 전, 지구는 빙하가 지구 전체를 덮고 온도가 -50°C까지 낮아지는 "눈덩이 지구" 현상을 경험했습니다. 과학자들은 이것이 광합성 미생물이 메탄(당시 주요 온실가스)을 소비하여 급격한 지구 냉각을 초래했기 때문일 것이라고 추측합니다. 2억 5200만년 전 페름기 말에 시베리아 화산이 100만년 동안 폭발했다. 이산화탄소로 인해 온도가 10°C 급격하게 상승하여 해양 생물의 95%가 멸종했습니다. 스미소니언 협회는 이를 '최악의 대량 멸종'이라고 불렀습니다.
산업혁명 이후 인간 활동은 지구의 기후를 급속하게 변화시켰습니다. 대기 이산화탄소 농도는 280ppm에서 426ppm으로 증가했고, 지구 평균 기온은 1.47°C 상승했습니다. . 배출이 계속되면 2100년에는 600~1000ppm에 도달해 기온이 4°C 상승할 수 있습니다. 5,500만년 전 팔레오세-에오세 최고온도(PETM)에도 비슷한 상황이 발생했는데, 당시 지구 기온은 현재보다 5~8°C 높았고 생태계는 대폭 재편됐다.
미래에는 지구의 “탄소 온도 조절 장치”가 결국 고장날 것입니다. 약 5억년 후에는 이산화탄소 농도가 식물의 생존 한계점 이하로 떨어질 수 있습니다. 10억년 후에는 태양이 더 밝아지면서 지구는 돌이킬 수 없는 극심한 고온의 시기로 접어들게 되고 생명체는 심각한 어려움에 직면하게 될 것입니다.
인간은 지구를 미지의 영역으로 밀어넣고 있지만, 역사는 지구가 결국 회복되리라는 것을 보여주지만, 인류 문명의 흔적을 남기지 못할 수도 있다.