Per entendre els canvis que ha experimentat el clima i, en particular, els climes del passat, cal pensar en quins mecanismes canvia la radiació que arriba a la Terra procedent del Sol. A mitjans del segle XIX, el matemàtic francès Joseph A. Adhémar motivat per l'estudi de les glaciacions i llurs causes va formular la hipòtesi que les glaciacions podrien ésser degudes a les variacions d'intensitat de les estacions provocades per factors astronòmics. L'astrònom servi Melutin Milankovitch va refinar i formalitzar la hipòtesi entre els anys 1920-1930. El mecanisme astronòmic que va proposar es centrava en la constatació que l'atracció gravitacional sobre la Terra dels planetes més propers produeix la fluctuació de tres components: la inclinació de l'eix de rotació de la Terra, la forma de l'òrbita terrestre i la precessió de l'eix de rotació de la Terra.

Els càlculs de Milankovitch sobre l'acció combinada d'aquests tres factors el portaren a preveure que induïen variacions en la radiació solar que arriba a la Terra suficients com per induir que les grans masses de gels avancin o retrocedeixin i, per tant, configurin allò que es coneix com a períodes glacials. En el moment de formular aquesta hipòtesi mancava tenir constància d'un registre independent de les glaciacions que pogués confirmar aquesta hipòtesi, registre que avui existeix gràcies a mètodes de datació i caracterització dels períodes climàtics independents. Per tant, avui es creu que les variacions astronòmiques són un dels factors essencials per a entendre l'evolució dels climes del passat.

El CO2 és un gas amb efecte d'hivernacle que té una presència natural a la Terra des dels albors de la formació de l'atmosfera. Els canvis que s'han donat durant la història geològica de la Terra han estat lligats amb l'evolució de la temperatura i amb l'activitat volcànica. Des de fa poc més de dos segles i especialment durant la segona meitat del segle XX comencen a produir-se emissions massives lligades a les activitats humanes. D'entre aquestes les emissions de CO2, representen un percentatge molt alt de les emissions d'altres gasos amb efecte d'hivernacle. A la Unió Europea, l'any 2007 representaven el 81,3% de totes les emissions i de totes aquestes emissions el 79,26% corresponien al sector energètic. A Catalunya, les emissions de CO2 provenen principalment dels sectors transport per carretera (29%), plantes de combustió industrial 27% , combustió en la producció i transformació d'energia (15%), plantes de combustió no industrial (10%), altres mitjans de transport (5%) i processos industrials sense combustió (10%). A excepció d'aquestes darreres, la resta de sectors es caracteritzen per que la seva font d'emissió és la combustió de combustibles fòssils i, per tant aquestes dades mostren inequívocament la importància del sector energètic en les emissions de gasos amb efecte d'hivernacle a l'atmosfera.

Amb petits canvis, l'arquitectura de la generació d'energia elèctrica de la societat del segle XXI és la mateixa que la que es va desenvolupar durant la primera meitat del segle XX. Es genera l'energia en instal·lacions grans que produeixen gran quantitat d'energia elèctrica que després es reparteix cap als centres de consum. La xarxa de distribució pel territori cada vegada s'ha d'expandir més amb els problemes de gestió i d'implantació que suposa. Durant la segona meitat del segle XX s'hi ha afegit l'energia d'origen nuclear i, en una fracció molt més petita encara les energies renovables entre les quals les més importants en magnitud són l'eòlica, la hidroelèctrica i la fotovoltàica, però substancialment l'energia procedent dels combustibles fòssils serà el pilar encara durant força anys sobre el qual s'aguantarà l'estructura energètica de la societat moderna.

Actualment els combustibles fòssils proporcionen al voltant del 80% de l'energia que es consumeix a tot el món. Les necessitats energètiques del món es calcula que l'any 2020 seran de l'ordre de 600 quads en front dels aproximats 400 quads de consum l'any 2005. Les emissions de CO2 que correspondran a aquest augment de les necessitats energètiques seran també proporcionals i, trobar la font que proporcioni aquesta quantitat d'energia serà una tasca molt difícil. Si tot segueix com ara el transport serà el primer motor de l'augment de l'ús del petroli mentre que l'augment del consum del gas natural es deurà a la generació d'energia elèctrica i als requeriments industrials. A banda que es pot intentar gestionar aquest augment de forma que sigui menor a partir d'estratègies d'estalvi i, de millora de l'eficiència a partir de l'ús de noves tecnologies, si el creixement de les necessitats de petroli no comporta un canvi en les fonts de proveïment hi haurà un doble col·lapse: ambiental, fruit de les emissions, i segons les projeccions de l'Agència Internacional de l'Energia d'abastament ja que les reserves i la capacitat de producció dels països productors de petroli són limitades.

Per tant, actualment els escenaris de futur de canvi climàtic estan lligats al model energètic i a l'eficiència energètica del món. Actualment les emissions estan una mica per sobre del pitjor dels escenaris que l'any 2000 es va plantejar un grup d'experts sota l'aixopluc de l'IPCC. Això és conseqüència de la dinàmica econòmica global, del creixement demogràfic i de l'ús cada vegada més de fonts fòssils que produeixen més emissions. Però les emissions no són l'únic factor que compta. De tot el carboni emès a l'atmosfera, poc més de la meitat es absorbit pels oceans i pel sòl. Un problema addicional observat i mesurat recentment és que com a resultat de l'escalfament de la superfície terrestre, la capacitat de dilució de carboni dels oceans disminueix, la qual cosa significa que, poc a poc, la quantitat de carboni absorbida per aquests reservoris disminuirà i, per tant, si les emissions segueixen comportant-se com fins ara, la taxa d'augment de CO2 a l'atmosfera creixerà i, d'aquesta manera l'escalfament de l'atmosfera serà més ràpid.

Queda clar, doncs, que alguna cosa hem de fer! Serem prou decidits o els governs seran prou valents?