A concentração de dióxido de carbono atmosférico (CO2) flutua naturalmente ao longo do tempo. Durante as eras glaciais, os níveis de CO2 podem cair até 100 partes por milhão (ppm) em comparação com os períodos interglaciais, quando os níveis de CO2 ficam normalmente em torno de 280 ppm.

A razão para esta diferença não é totalmente compreendida, mas acredita-se que vários fatores estejam envolvidos.

Uma possibilidade é que as mudanças na circulação oceânica façam com que mais CO2 seja absorvido pelo oceano durante as eras glaciais. Quando o oceano está frio, ele pode reter mais CO2 dissolvido. À medida que o clima da Terra aquece e os oceanos ficam mais quentes, eles libertam parte deste CO2 armazenado, levando a níveis mais elevados de CO2 atmosférico.

Outra possibilidade é que mudanças no crescimento das plantas levem a níveis mais baixos de CO2 durante as eras glaciais. As plantas absorvem CO2 da atmosfera à medida que crescem e armazenam esse carbono nas folhas, caules e raízes. Quando as plantas morrem, esse carbono é liberado de volta à atmosfera. Durante as eras glaciais, o crescimento das plantas é mais lento e mais carbono é armazenado nas plantas, levando a níveis mais baixos de CO2 atmosférico.

Mudanças na quantidade de poeira na atmosfera também podem causar variações no CO2 atmosférico. A poeira pode atuar como catalisador de reações químicas que removem CO2 da atmosfera. Durante as eras glaciais, há mais poeira na atmosfera, o que pode explicar por que os níveis de CO2 são mais baixos.

Os mecanismos precisos que causam a variação dos níveis de CO2 durante as eras glaciais ainda são um tema de pesquisa científica. No entanto, os dados do núcleo de gelo mostram claramente que estas flutuações ocorrem regularmente e que estão ligadas a mudanças no clima da Terra.