Atmosfera, i oceany nieustannie wymieniają dwutlenek węgla ze skałami i z organizmami żywymi: otrzymują dwutlenek dzięki aktywności wulkanicznej, oddychaniu i rozkładowi organizmów, oddają go zaś przy wietrzeniu skał i fotosyntezie w roślinach. W morzu biosfera wykorzystując promieniowanie świetlne Słońca zużywa dwutlenek węgla na własny rozrost, ale rośliny również go wydalają.Kiedy zmieniają się tempa tych procesów, zmienia się również zawartość dwutlenku węgla w atmosferze, co modyfikuje bilans promieniowania i podnosi względnie obniża temperaturę Ziemi. Mechanizm wymiany CO2 mógłby sam jako taki stanowić wytłumaczenie okresów zlodowaceń, jeśli — na przykład — przyjąć, że ustała wtedy aktywność wulkaniczna lub też, że wzmogła się wegetacja w środowiskach bagiennych wiążąc dwutlenek, z którego ostatecznie powstać miały złoża węgla.