温室地球理论认为，由于大气中温室气体（如水汽、二氧化碳、甲烷等）的增加，地球的温室效应加剧，从而使地球的气候系统发生重大变化。 从原理上讲，太阳短波辐射透过地球大气射入地面，地面增暖后放出长波辐射，这些长波辐射被大气中的温室气体吸收，产生地球气候变暖的效应。正常情况下，温室效应使得地球平均温度维持在适合生物生存的范围，如目前地球平均温度约为15℃，若没有大气层的温室效应，地球表面平均温度会是18℃，但过多的温室气体使地球平均温度高于15℃。 人类活动如燃烧化石燃料等，增加了大气中温室气体的含量，经红外线辐射吸收留住能量，导致全球表面温度升高。科学家研究发现，这一现象带来诸多影响，例如地球大气层的平流层越发稀薄，且若任由温室效应加剧，未来地球的状况堪忧。有模拟计算表明，2.5亿年后的地球表面平均温度将达到40°以上，90%的生物恐难以生存。

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