A história climática da Terra alterna entre gelo e fogo. A atual era glacial em que os humanos se encontram (com calotas polares em ambos os pólos) é rara nos 4,5 bilhões de anos de história da Terra. Na maioria das vezes, a Terra é um mundo quente e sem gelo.
Durante o Período Cretáceo, há 66 milhões de anos, a temperatura média global atingiu 36°C e a temperatura do mar polar atingiu 27°C. Os dinossauros prosperaram em um ambiente quente. No entanto, nem todos os períodos quentes são tão hospitaleiros - no final do Permiano, há 270 milhões de anos, supererupções vulcânicas causaram um aumento de 10°C nas temperaturas globais, desencadeando o evento de extinção em massa mais grave da história da Terra, com o desaparecimento de 95% da vida marinha e 70% da vida terrestre.
A regulação da temperatura da Terra depende do “ciclo do carbono”: o dióxido de carbono é absorvido pelas rochas através do intemperismo químico e relibertado através da atividade vulcânica. Este mecanismo permitiu que a Terra mantivesse um clima relativamente estável durante muito tempo, mas também saiu de controlo muitas vezes. Há 2,4-2,1 mil milhões de anos, a Terra viveu um evento de "Terra bola de neve", com mantos de gelo cobrindo todo o planeta e temperaturas tão baixas como -50°C. Os cientistas especulam que isso pode ser devido ao consumo de metano por microrganismos fotossintéticos (o principal gás de efeito estufa na época), causando um resfriamento global descontrolado. No final do período Permiano, há 252 milhões de anos, os vulcões siberianos entraram em erupção durante um milhão de anos. O dióxido de carbono fez com que a temperatura subisse acentuadamente em 10°C, levando à extinção de 95% das espécies marinhas - o Smithsonian Institution chamou esta situação de "a pior extinção em massa".
Desde a revolução industrial, as atividades humanas mudaram rapidamente o clima da Terra. A concentração atmosférica de dióxido de carbono aumentou de 280 ppm para 426 ppm, e a temperatura média global aumentou 1,47°C. . Se as emissões continuarem, poderão atingir 600-1000 ppm em 2100, aumentando as temperaturas em 4°C. Uma situação semelhante ocorreu durante o Máximo Térmico Paleoceno-Eoceno (PETM), há 55 milhões de anos, quando as temperaturas globais eram 5-8°C mais altas do que hoje e os ecossistemas foram drasticamente reorganizados.
No futuro, o “termostato de carbono” da Terra acabará por falhar. Dentro de cerca de 500 milhões de anos, a concentração de dióxido de carbono poderá cair abaixo do limiar de sobrevivência das plantas; dentro de mil milhões de anos, à medida que o Sol se tornar mais brilhante, a Terra entrará num período irreversível de temperaturas extremamente elevadas e a vida enfrentará graves desafios.
Os humanos estão a empurrar a Terra para um território desconhecido, mas a história mostra que a Terra acabará por recuperar – mas poderá não deixar vestígios da civilização humana.