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원인 물질로는 이산화탄소가 가장 많이 영향을 미친다.
“남극의 빙하에 2000m 깊이의 구멍을 뚫어 16만년 치의 얼음을 1m 깊이마다 분석하고 기온과 이산화탄소의 변화를 조사해본 결과 이산화탄소와 기온은 매우 상관관계가 크다”고 밝혀졌다. (영국의 기상학자 위글리)
지구는 현재 빙하기로 향하는 과정에 있으며, 8,000년 후에는 빙하기로 접어들 것이라는 설은 기상학자들 사이에서는 일치된 견해이다. 그러므로 자연 상태라면 기온은 점차 내려가야 하지만, 현재는 반대현상을 나타내고 있다.
기온이 오르면 빙하기의 도래를 늦출 것이므로 오히려 좋은 현상이라 생각할지도 모르나, 문제는 이러한 기온 상승이 과거처럼 서서히 진행되는 것이 아니고 기후의 역사로 볼 때에 지극히 짧은 기간에 나타나서 생태계가 대처할 시간적 여유가 없다는 점이다.
현재처럼 화석 연료를 많이 사용하고 온실 가스를 배출하게 되면, 대기 중의 이산화탄소 가스는 계속 증가하여 100년 이내에 평균 기온이 2.5∼5.5℃ 증가할 것으로 예측된다. 이정도의 상승이라면 양극지방(남극, 북극)의 빙하가 다량 녹기 때문에 지역에 따라 0.5∼2.0m 정도의 해수면 상승이 예상되고 있다.