Kiedy zgłaszamy się do lekarza z dolegliwościami, a ten nie jest w stanie od razu wskazać ich przyczyny, zazwyczaj wysyła nas na badania krwi. Parę dni później wiemy już, czego w naszym organizmie jest za dużo, a czego za mało. Najlepiej oczywiście, byśmy wszystko mieli w normie. Medycyna na przestrzeni dekad opracowała setki kryteriów określających stan naszego zdrowia, poczynając od tych najprostszych, jak temperatura ciała, tętno albo ciśnienie krwi. Jeśli mieścimy się w bezpiecznym przedziale – dobrze, jeśli nie – są powody do niepokoju.
To samo próbują uczynić dla Ziemi badacze klimatu: ustalić wartości referencyjne i sprawdzić, czy z jego zdrowiem wszystko jest w porządku. Ziemski klimat zmieniał się oczywiście, i to znacznie, na przestrzeni eonów, er i okresów geologicznych. Dokładnie rzecz biorąc, to Ziemia sama go sobie zmieniała, modyfikując skład swojej atmosfery, czyli wzbogacając ją w gazy cieplarniane. Bez nich przez pierwsze dwa miliardy lat byłaby pokryta lodem, ponieważ młode Słońce świeciło znacznie słabiej niż dziś. Wiemy jednak, że dzieje planety potoczyły się inaczej, co astronomowie Carl Sagan i George Mullen w 1972 r. nazwali „paradoksem słabego Słońca”, dochodząc do wniosku, że jeden lub kilka gazów cieplarnianych podwyższyło temperaturę na globie, ratując go przed zamarznięciem. Czasem jednak tego ciepła kumulowało się za dużo i wtedy dochodziło do przekroczenia górnego limitu klimatycznej normy.
Konsekwencje bywały dramatyczne. Przed 252 mln lat masowa rzeź gatunków – ocalało ich nie więcej niż 10 proc. – położyła kres paleozoikowi („erze starego życia”). Przyczyną tamtej zagłady było dostanie się do atmosfery olbrzymich ilości najpierw dwutlenku węgla wyrzucanego przez wulkany, a potem jeszcze metanu, który zaczął masowo uciekać spod dna rozgrzanych mórz.