Í gegnum sögu jarðar hafa komið tímabil þar sem styrkur CO2 var mun hærri en styrkur þess er í dag. Það vekur því furðu að á sumum þessara tímabila uxu jöklar með töluverða útbreiðslu. Er það í mótsögn við títtnefnd áhrif CO2 til hlýnunar? Nei, af einfaldri ástæðu. CO2 er ekki eini þátturinn sem hefur áhrif á loftslagsbreytingar. Til að skilja fyrri loftslagsbreytingar verðum að að taka með í dæmið aðra þætti sem hafa áhrif á loftslag. Ein rannsókn sem miðaði að því að skoða þetta, tók saman þekkingu manna á þeim gögnum sem til eru um styrk CO2 í andrúmsloftinu síðastliðin 540 milljón ár (Royer 2006). Það tímabil er kallað Phanerozoic - eða öld hins sýnilega lífs.

Mynd 1: Styrkur CO2 í andrúmsloftinu síðustu 540 milljón ár (Phanerozoic). Brotalínan sýnir spár GEOCARB líkansins - með grárri skyggingu fyrir óvissumörk.Heil lína sýnir einfaldaða mynd samkvæmt proxí gögnum.(Royer 2006).

Styrkur CO2 í andrúmsloftinu hefur verið gríðarlega hár á fyrri hluta Phanerozoic, að öllum líkindum hefur hann farið yfir 5000 ppm. Hinsvegar var útgeislun sólar einnig stöðugt minni því lengra aftur sem við förum. Í byrjun Phanerozoic var útgeislun sólar um 4% minni en í dag. Sameinuð áhrif frá CO2 og breytileika sólar eru sýnd á mynd 2. Tímabil þau þar sem jökull var útbreiddur er sýndur með gráum skyggingum:

Mynd 2: Sameiginleg áhrif eða geislunarálag frá CO2 og sólinni út Phanerozoic. Gildin miðast út frá þeim sem voru fyrir iðnbyltinguna (CO2 = 280 ppm; útgeislun sólar = 342 W/m²). Grá skygging sýnir tímabil þar sem sterkar vísbendingar eru um töluverðar myndanir jökla - ísaldir.

Tímabil lágs styrk CO2 fara vel saman við tímabil þegar jöklar voru útbreiddir (ef undantekið er eitt tímabil sem rætt er um hér að neðan). Þetta leiðir hugan að einskonar CO2-jökulþröskuldi - þ.e. hvað þarf styrkur CO2 að vera hár til að koma af stað ísöld? Þegar sólin er minna virk, þá virðist þessi þröskuldur vera mun hærri. Sem dæmi, þá er talið að þröskuldurinn nú sé við CO2 styrk um 500 ppm, en sambærilegur þröskuldur fyrir Seinni hluta Ordovisíum (fyrir 450 milljónum ára) er um 3000 ppm.

Þar til fyrir skemmstu, þá var talið að styrkur CO2 í lok Ordovisíum hafi verið mun hærri en 3000 ppm, sem olli vandræðum við að túlka jarðsöguna, þar sem útbreiðsla jökla var nokkur á þeim tíma. Gögn sem sýna styrk CO2 á Ordovisíum eru dreifð og eingöngu ein rannsókn sem var nálægt þeim tima sem leyfar jökla hafa fundist. Þau gögn benda til þess að styrkur CO2 hafi verið um 5600 ppm. Ef gefið er að útgeislun sólar hafi verið um 4% lægri en hún er í dag, þá hefði CO2 styrkur þurft að falla niður fyrir 3000 ppm til að jöklar gætu myndast. Var mögulegt að það hefði gerst? Miðað við upplausn gagnanna þá var engin leið að segja til um það.

Nýleg rannsókn þar sem skoðaðar eru strontíum samsætur í setlögum geta eflaust svarað þessari spurningu (Young 2009). Veðrun bergs bindur CO2 úr andrúmsloftinu - sem um leið býr til strontíum samsætur sem skolast niður farvegi og út í sjó. Magn Strontíum samsæta í setlögum er síðan hægt að nota til að áætla hversu mikil veðrun var á meginlöndunum. Strontíum gögnin sýna að veðrun jókst um mitt Ordovisíum, sem varð til þess að mikið magn CO2 er talið hafa bundist við veðrun. Hins vegar þá varð einnig aukning í losun CO2 vegna mikillar eldvirkni. Fyrir um 446 milljónum ára, þá minnkaði eldvirknin en veðrunin hélst há. Þetta er talið hafa lækkað styrk CO2 í andrúmsloftinu niður fyrir 3000 ppm - sem varð til þess að það kólnaði, það mikið að jöklar mynduðust í lok Ordóvisíum.

Þannig að við sjáum að til þess að bera saman loftslag í dag og fyrir 500 milljónum ára, þá verður að taka inn í dæmið að sólin var mun minna virk þá en nú.

En hvað með tímabil nær okkur í tíma? Síðast þegar styrkur CO2 í andrúmsloftinu var svipað hár og hann er nú (um 400 ppm) var fyrir 15 milljónum ára, um Mið Míósen. Hvernig var loftslagið þá? Hitastig jarðar var um 3-6 °C hærra en það er í dag og sjávarstaða um 20-35 m hærri. Það var engin varanlegur hafís á Norðurskautinu og lítið um jökla á Suðurskautinu og Grænlandi. Hin mikla samsvörun milli CO2 og loftslags, fékk höfund annarar greinar til að komast svo að orði: "Jarðfræðilegar athuganir sem við höfum gert fyrir síðustu 20 milljónir ára styðja sterklega þá hugmynd að CO2 sé mikilvægur þáttur við að stýra loftslagsbreytingum um alla jarðsöguna". (Tripati 2009).

Ef loftslagsfræðingar myndu halda því fram að CO2 væri eini þátturinn sem að stjórnaði loftslagi, þá væri ljóst að hátt CO2 væri í mikilli mótsögn við þau tímabil þegar ísaldir hafa orðið á sama tíma. En hvaða loftslagsfræðingur sem er myndi segja þér að CO2 er ekki eini þátturinn sem stjórnar loftslagi.

Loftslagsfærðingurinn Dana Royer orðaði þetta þannig: "Jarðlögin geyma fjarsjóðskistu sem inniheldur 'annarskonar Jörð' sem veitir vísindamönnum tækifæri til að kynna sér hvernig hinir mismunandi þættir í kerfum Jarðar bregðast við breytingum í loftslagsháðu álagi." Hærri styrkur CO2 á fyrri skeiðum jarðsögunnar eru ekki í mótsögn við það að CO2 sé valdur að  hækkandi hitastig. Þvert á móti, þá virðist það staðfesta hin nánu tengsl milli CO2 og loftslags.