Während der letzten Jahrzehnte, in denen die globale Temperatur angestiegen ist, hat die Sonnenaktivität einen leicht abkühlenden Trend gezeigt – Sonnenaktivität und globale Mitteltemperatur haben sich also in den letzten Jahrzehnten in entgegengesetzte Richtungen entwickelt.

Eiszeitalter sind durch einen Wechsel von Eis- und Warmzeiten geprägt. Wenn die Erde aus einer Eiszeit kommt, wird die Erwärmung tatsächlich nicht durch Kohlendioxid verursacht, sondern durch Veränderungen der Erdumlaufbahn. Infolge des Temperaturanstiegs geben dann die Meere CO₂ ab, das die Erwärmung verstärkt und über den gesamten Planeten verteilt. In Wahrheit stimmt also beides: Steigende Temperaturen führen zu einem CO₂-Anstieg in der Atmosphäre, und CO₂ führt zu einer Erwärmung.

In der Tat hat sich das Klima schon oft gewandelt, es reagiert sensibel auf verschiedene Einflüsse. Allerdings können die derzeitigen Klimaänderungen durch die bekannten natürlichen Mechanismen nicht erklärt werden – es sind unbestreitbar menschliche Einflüsse, die momentan die Erde aufheizen. Trotzdem ist ein Blick in die Erdgeschichte lehrreich: Die natürlichen Klimawandel der Vergangenheit beweisen, dass das Klima empfindlich auf ein Energieungleichgewicht reagiert. Aus früheren Klimawandeln lässt sich also weniger etwas über die Ursachen lernen, wohl aber über den Ablauf und die Folgen einer Erderwärmung.

Es gibt zahlreiche Faktoren neben Kohlendioxid, die das Klima beeinflussen. Ein wichtiger sind Aerosole in der Atmosphäre, beispielsweise Staubpartikel aus Vulkanen oder Kraftwerksschloten. Steigt ihre Konzentration, wird mehr Sonnenstrahlung zurück ins All reflektiert – dieses sogenannte „Solar Dimming“ hat Mitte des 20. Jahrhunderts den langfristigen Erwärmungstrend infolge des Treibhauseffekts überlagert. Schärfere Umweltauflagen haben den Aerosolausstoß dann aber wieder sinken lassen. Seitdem steigt die Temperatur der Erde steil an.