حدد العلماء نقطة فاصلة في التاريخ، ويعتبرونها «الكتلة الحرجة» في حدوث التغير المناخي، ويعرفونها بـ«الحقبة الصناعية» التي بدأت في العام 1780م، في إشارة إلى أن الصناعة رغم ما توفره من إمكانات وطاقات وتقدم ورخاء للبشرية، إلا أن أضرارها على البيئة كانت حاسمة على مستوى التغير المناخي. لكن بخلاف «الثورة الصناعية» ثمة أسباب أخرى تتعلق بالطبيعة، يرى العلماء لها دورًا بالغًا فيما تعرض له الكوكب الأرضي من تغيرات على المدى البعيد، ومن بينها: التغيرات في دوران الأرض هذه الدورات المدارية تعني أن كميات مختلفة من الإشعاع الشمسي يتم استقبالها على كل خط عرض خلال كل فصل من فصول العام، ولا يزال هناك جدل حول كيفية بداية ونهاية هذه العصور الجليدية، ولكن هناك دراسات تشير إلى أن كمية أشعة الشمس الساقطة في فصل الصيف على القارات الشمالية تلعب دورًا حيويًا، فإذا انخفضت إلى أقل من درجة معينة، فإن الثلج المتكون من الشتاء السابق لا يذوب في الصيف، ومع ازدياد تراكم الثلوج يبدأ الغطاء الجليدي في النمو. تغيرات في كثافة الشمس تشير «ناسا» إلى أنه في الفترة من منتصف 1600م وأوائل 1700م، يبدو أن درجة حرارة سطح الأرض في نصف الكرة الشمالي قد وصلت إلى أقل معدلاتها، أو قرب ذلك، خلال الألف عامًا الأخيرة، وانخفضت درجة الحرارة في فصل الشتاء في أوروبا ما بين 1 إلى 1.5 درجة. الثورات البركانية تنتج الهباء الجوي الهباء الجوي هو عبارة عن جزيئات صغيرة في الغلاف الجوي تتفاوت بشدة في أحجامها وتركيبها وتركيزها الكيميائي، وتنتج الانبعاثات البركانية جزيئات من الغبار تتسبب في حجب ضوء الشمس ويمكن أن تؤدي إلى انخفاض درجة الحرارة على المدى القصير. الثورات البركانية تنتج ثاني أكسيد الكربون وينبعث عن البراكين أيضًا ثاني أكسيد الكربون، حيث يشير تحليل العينات الجيولوجية إلى أن الفترات الدافئة الخالية من الثلوج تتزامن مع معدلات مرتفعة من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. وتقول اللجنة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ إنه «خلال مليون عام، تتغير مستويات ثاني أكسيد الكربون نتيجة للنشاط التكتوني». الحقبة الصناعية بعد بدء الحقبة الصناعية قرابة عام 1750م، ارتفع متوسط درجة حرارة سطح الأرض بمقدار 0.7 درجة سيلسيوس، وفي القرن العشرين ارتفعت درجة الحرارة على مرحلتين، الأولى: من 1910م إلى 1940م (0.35 درجة سيلسيوس)، وارتفعت بقوة منذ فترة السبعينيات إلى الوقت الحاضر بمقدار (0.55 درجة سيلسيوس)، وخلال الـ25 عامًا الماضية، شهد العالم تسجيل أكثر 11 عامًا ارتفاعًا في درجات الحرارة، ويرجع السبب الرئيسي في ذلك إلى ارتفاع نسبة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، الذي تجاوزت نسبته خلال القرن الماضي على وجه العموم 379 جزءًا في المليون، بسبب الأنشطة البشرية.