מחקרים רבים מראים שגזים הנפלטים ממפעלים, מרכבים וממקורות טבעיים, עלולים להצטבר באטמוספרה, לגרום לאפקט החממה ולעליית הטמפרטורה בכדור הארץ. שכבת האטמוספרה הדקה העוטפת את כוכב הלכת ארץ, שומרת עליו מפני טמפרטורות קיצוניות, בניגוד למצב הקיים בכוכבי לכת אחרים שאין בהם אטמוספרה דומה ואין בהם חיים. האטמוספרה שלנו מורכבת מ 78% חנקן, 21% חמצן , 0.03% פחמן דו חמצני וכן ארגון ועוד.

הבעיה היא שהולכים ומתגברים הריכוזים של גזי החממה באטמוספרה, שמתוכם מהווה הפחמן הדו חמצני CO2  75% , גז מיתן CH4  15% , תחמוצות חנקן  NO  5%  וגזי CFC  5%  .גזים אלה אינם מאפשרים לחום המוחזר מהקרקע לברוח לחלל, אלא הוא מוקרן בחזרה לאדמה (כמו בחממה) והטמפרטורה עולה.

הקיץ (בשנת 2006) גילו החוקרים שהקרח המכסה את פני האגמים והביצות בצפון מזרח סיביר מפשיר בהדרגה וגז מיתן משתחרר לאטמוספרה. מניחים שהגז נוצר ונאגר שם לפני ארבעים אלף שנה כשהאקלים היה שונה. עם השנים שבו האגמים והביצות לקיפאונם עד להפשרתם האחרונה. חוקרים רבים חוששים שגז המיתן המתווסף בהתמדה לאטמוספרה ממקורות טבעיים ואחרים, עלול להגביר את אפקט החממה ביחד עם גזי חממה אחרים.

הפחמן הנמצא במאגרי קרקע יבשים ובקרקעות יער חשופות, נפלט בצורת בועות גז CO2  והפחמן הנמצא בקרקעית האגמים והביצות נפלט בצורת גז מיתן CH4  . המיתן נמצא גם במעמקי האדמה, במכרות פחם ובחומר אורגני רקוב בתחתית האגמים והביצות. הוא נוצר בטבע על ידי פרוק אנאירובי (ללא אוויר) של חומר אורגני על ידי בקטריות. אותן בקטריות נמצאות גם במעיים של צאן ובקר לצורכי פרוק הצמחים ובסוף תהליך העיכול, נפלט גז מיתן לאוויר.

פרה אחת למשל פולטת רבע ליטר של גז מיתן ביום, לכן עדרים של מיליוני ראשים באוסטרליה ובמקומות אחרים, פולטים מיתן רב העלול לפגוע באטמוספרה. המיתן הוא גז חסר צבע, ריח או טעם ודליק מאוד. בזמן בעירתו נפלטים ממנו פחות גופרית, פחמן, וחנקן אולם כל הדלקים והגזים פולטים פחמן דו חמצני לאוויר.

למרות שכמות המיתן הנפלטת לאוויר ממקורות טבעיים ותעשייתיים היא פחותה מכמות הפחמן הדו חמצני, אולם הוא מחזיר את גלי החום לקרקע פי 20 מאשר CO2 . הגברת ריכוז גזי החממה באטמוספרה עלול לגרום להתחממות כדור הארץ, שתביא להפשרת הקרחונים בקטבים, לעליית גובה פני הים ולהצפת חופים נמוכים.

מעריכים שבעוד 100 שנה הים יעלה לגובה של כמעט מטר אחד ובעוד 1000 שנה הוא יעלה בעשרה מטרים ויציף ערי חוף רבות בעולם. לפני שנים, הטבע איזן את כמות החמצן והפחמן הדו חמצני באוויר באמצעות תהליך הפוטוסינתזה. אולם היום בעקבות הפליטה המוגברת של CO2 לאוויר אין ביכולתם של הצמחים הירוקים (המתמעטים), להטמיע את עודפי הפחמן הדו חמצני ולשמור על איזון.