Хотя уровень CO2 в атмосфере сильно колебался на протяжении всей истории Земли, большинство этих изменений происходило относительно постепенно, на протяжении десятков тысяч и миллионов лет. Когда углерод быстро заполняет атмосферу, происходят ужасные события. Около 56 миллионов лет назад во время крупного климатического кризиса, названного палеоцен-эоценовым термическим максимумом, в атмосферу было выброшено от трех до семи триллионов тонн углерода, возможно, в результате экстремальной вулканической активности. Это привело к повышению средней глобальной температуры на 5–8 °C, нагреву и окислению океанов, а также к вымиранию многих глубоководных видов. Вытеснение углерода, лежащее в основе этого бедствия, происходило в течение многих тысяч лет. Человечество высвобождает сопоставимое количество углерода всего за несколько сотен лет. Хотя трудно сказать наверняка, особенно учитывая все то, что неизвестно о самых ранних этапах развития планеты, но можно предположить, что на протяжении большей части истории Земли такое количество углерода никогда не выбрасывалось в атмосферу настолько быстро.
Последние 12 000 лет, которые с точки зрения геологии являются ничтожно малым отрезком времени, начиная с ранних стадий развития сельского хозяйства, были периодом удивительной климатической стабильности – особенно гармоничной фазой истории жизни Земли. Выбросы парниковых газов влекут за собой эру, которая чревата непредсказуемыми последствиями. Совокупность выбросов, вызванных использованием ископаемого топлива, вырубкой лесов, уничтожением среды обитания, сельским хозяйством, искусственным охлаждением и другими видами человеческой деятельности, привела к повышению средней температуры поверхности Земли примерно на 1,2 °C по сравнению с концом XIX века. Это может показаться незначительным, но повышение средней температуры всего мира даже на 1 °C требует огромного количества энергии. Климатические модели показывают, что если бы люди повсеместно мгновенно прекратили все выбросы CO2, глобальная температура стабилизировалась бы довольно быстро, но не вернулась бы к доиндустриальному уровню в течение сотен и тысяч лет. Последствия этой катастрофы для земной системы уже многообразны и серьезны.
По мере отступления ледников, оттаивания вечной мерзлоты и таяния ледяных покровов Земля теряет некоторые из своих наиболее отражающих поверхностей, уменьшая тем самым свое альбедо. Чем ниже отражательная способность Земли, тем больше она нагревается, что приводит к таянию еще большего количества льда. Из-за глобального потепления и таяния льда средний уровень моря с 1880 года поднялся почти на 23 сантиметра. Независимо от будущей энергетической политики количество парниковых газов, уже содержащихся в атмосфере, говорит о том, что уровень моря будет продолжать повышаться на несколько футов в течение следующих нескольких столетий, размывая береговые линии, уничтожая болота, усиливая штормовые волны и подвергая опасности прибрежные сообщества и низколежащие островные государства по всему миру.
По мере того как Земля нагревается, способность атмосферы удерживать водяной пар увеличивается. В более жарких и влажных местах планеты наводнения и штормы становятся более сильными и, в зависимости от местоположения, более частыми. В 2022 году после аномальной жары и из-за муссонных дождей Пакистан пострадал от сильнейших наводнений в истории страны – погибли более 1500 человек, без домов остались 30 миллионов. Осенью 2023 года шторм «Даниэль» вызвал разрушительные наводнения в Ливии, Турции, Греции и Болгарии, уничтожил дамбы, унес жизни по меньшей мере нескольких тысяч человек и оставил более 10 000 человек пропавшими без вести.
Жара и лесные пожары в последнее десятилетие постоянно бьют рекорды. Летом 2021 года Северо-Западное побережье Тихого океана пережило небывалую за всю свою историю жару. Температура воздуха в некоторых районах Портленда, штат Орегон, поднялась до 51 °C, в то время как температура дорожного покрытия достигла обжигающих 82 °C. Дороги прогнулись, рельсы искривились, что вынудило городские власти приостановить движение трамваев и легкорельсового транспорта. В конце июня того же года в деревне Литтон в Британской Колумбии температура воздуха достигла ошеломляющих 50 °C – нового национального рекорда Канады, который также превзошел все температуры, когда-либо зафиксированные в Европе и Южной Америке в то время. На следующий день лесной пожар практически уничтожил деревню.