在人类开采使用化石燃料和大量砍伐森林之前，地球上的碳循环基本上是处于平衡状态的（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释放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释放的碳也大体相同。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定的状态。
　　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；全球人口的数量也在这一时期快速增加，需要通过砍伐森林来增加城市及农田面积，这也导致了大量的碳释放到大气中（图2）。因此，地球的碳循环平衡被打破，每年大气中会净增加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，但是还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加，地球的地表温度也随之持续增加，气候也就不在稳定了，所以近些年来极端气候频发。
　　图2工业革命之后地球的碳循环

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