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A atmosfera nos períodos pré-históricos variaram muitos, tanto em temperatura como em concentração de gases, mas os registros paleoclimatológicos indicam que as emissões de Dióxido de Carbono atuais crescem a uma taxa 10 vezes maior que nos períodos anteriores.
Muitos processos biológicos e físico-químicos influenciaram na atmosfera há milhões de anos atrás, por exemplo, antes do Éon Proterozoico as concentrações de Oxigênio atmosféricos eram muito menores que temos hoje, tanto que as formas de vida dominantes eram procariontes anaeróbicos.
Além disso, estudos realizados mostram que nossa atmosfera atual tem elevado em concentração de Dióxido de Carbono numa taxa mais alarmante quando comparada com o Máximo Térmico do Paleoceno-Eoceno, um dos períodos com maior aumento de temperatura e emissão de já observados.