为什么天气会热？
在太阳系里，地球所处的宇宙环境是相对孤立的（太阳系附近没有恒星的近邻），所以受到的宇宙射线轰击和彗星等带来的流星体冲击都相对较少；月球没有大气层，而且质量仅相当于地球质量的17%，所以无法对地震、火山等活动产生的气体进行有效的释放和循环过程。地球上的气体处于相对“封存”状态，这些气体主要是二氧化碳和水蒸气。 水蒸气的含量变化与温度上升有关，而二氧化碳的含量则有着更为复杂的变化。海洋中的甲烷细菌可以将海水中的碳转换成碳酸盐矿物沉积于海底，当这些微生物死亡后，有机碳元素被释放进入大气圈，再被陆地植物吸收并转化为生物质能储存起来，同时释放出氧气。不过，地质历史中也会有大量碳元素因变质作用转化成石墨等矿物形式而被封存。
45亿年前，太阳系的行星都处于岩态形成过程，由于缺少大气层的保护，太阳风可以将碳元素直接注入到岩石圈。随着太阳风的吹拂，碳元素在行星间循环交换，地球也逐渐累积了一定的原始地壳结构。大约40亿年前，地球上出现了生命活动，自此，地球开始成为一个独特的存在——大气圈、水圈、生物圈相互作用的三维结构，形成了今天我们看到的地球系统。
有了生命的参与，地球的碳循环增加了氮、氧等其他元素的物质循环，使得地球的温度逐渐升高。不过，早期的生物大多是简单的单细胞个体，它们体内的DNA复制酶可能缺乏校对功能，从而导致了基因突变概率的增加，为日后物种的多样性创造了条件。但这个过程不可能使地球迅速升温，需要持续数百万年甚至更长的时间才能产生明显的影响。 32亿年前至30亿年前的某段时间内，地球的生物圈发生了重要的演化——原生生物出现并占据了生态系统的优势地位，开始了有性生殖并逐步发展了复杂的细胞器和细胞膜系统。这大大加强了细胞对于外界环境的适应能力。
从有性生殖出现的那一时刻起，地球上的物质循环和能量流动不再是一个静态的过程，而是在动态的过程中不断调节，以实现平衡。这种平衡最终体现在地球上生命形式和构成生命的化学元素的平衡上。然而，这一过程的起点究竟是何种生命形式至今仍无可考证，也许永远是个谜。 有性生殖的一个非常重要的后果就是提高了碳元素在基因组里的负载量。如果将一个细胞看成一个公司的话，那么它所需要承担的债务或者说需要的资金就会增加。为了降低负债，细胞必须加快自身的繁殖速度或以其他方式获取更多资金。于是，细胞加快了新陈代谢的速度，从而增加了对碳源的吸收利用。自那以后，地球上的温度就开始稳步提升。