O conceito de CO2 como "gás efeito estufa" significando que impede a radiação solar ou de calor retornar ao espaço mantendo clima aquecido na Terra, remonta há quase 200 anos não especificamente em relação ao CO2, quer dizer, a história de como essa propriedade física foi descoberta, como seu papel no passado foi avaliado e como entendemos que sua concentração aumenta através da queima de combustíveis fósseis afetando de modo negativo o futuro, já vão 2 séculos de investigação entre, descoberta, inovação e tentativa de solução. A história do efeito estufa nos leva à França na década de 1820 com Jean Baptiste Joseph Fourier, 1768–1830, se interessando pelo comportamento do calor ao calcular que um objeto planetário do tamanho da Terra não deveria, simplesmente, ser tão quente quanto é, por conta de sua distância do Sol já que era conhecida a distância ao sol pois foi calculada na década de 1770 através de observações da passagem de Vênus pelo disco solar e trigonometria, observando-se valor próximo das medições modernas, ou, 149 milhões de kms naquela época contrapondo aos 153 milhões de kms hoje. Daí, a conclusão de Fourier que além da radiação solar incidente que mantém o planeta mais quente imaginou que a energia vinda do sol na forma de luz visível e ultravioleta conhecida na época como "calor luminoso" era capaz de passar pela atmosfera e aquecer a superfície do planeta, no entanto, o "calor não luminoso" hoje, radiação infravermelha emitida pela superfície, não retornava na direção oposta facilmente concluindo que o ar deveria agir como isolante já que 35 anos depois, John Tyndall,1820-1893, considerou que o norte da Europa havia sido coberto por gelo através de variações na composição da atmosfera ao descobrir que o vapor de água era agente de retenção de calor e que o CO2 era excelente em reter calor apesar de concentrado na faixa de centenas de partes por milhão, ppm. No artigo, "Sobre a absorção e radiação de calor por gases e vapores, e sobre a conexão física de radiação, absorção e condução" de 1861, Tyndall declarou que “como os experimentos indicam influência exercida pelo vapor aquoso, cada variação deste constituinte deve produzir uma mudança de clima, observações semelhantes se aplicariam ao ácido carbônico difundido pelo ar enquanto mistura quase imperceptível de qualquer um dos vapores de hidrocarbonetos produziria efeitos nos raios terrestres e mudanças correspondentes de clima.” Além de Tyndall, Eunice Foote, 1819-1888, em Nova York, investigava os efeitos da luz solar usando tubos de vidro contendo ar e misturas de gases incluindo CO2 anunciando resultados na reunião da American Association for the Advancement of Science em 1856 e publicados no American Journal of Science and Arts artigo intitulado 'Circumstances Affecting the Heat of the Sun's Rays', dizendo que, “o maior efeito dos raios solares que descobri são no gás ácido carbônico e uma atmosfera desse gás daria à Terra uma alta temperatura e, se, como alguns supõem, em um período de sua história o ar se misturou a ele em proporção maior que no presente, uma temperatura aumentada por sua ação bem como pelo aumento de peso deve ter necessariamente resultado.” Quer dizer, a história do clima começa com 2 cientistas independentes separados pelo Atlântico chegando às mesmas conclusões-chave com poucos anos de diferença, isto é, o CO2 atmosférico retém calor e mudanças de concentração causariam alterações na temperatura global, sendo que, a existência do “manto isolante” de Fourier foi confirmada e seus principais ingredientes identificados.
O conceito foi revisitado em fins do século XIX pelo sueco Svante Arrhenius, 1859-1927, raciocinando que, por flutuar diariamente, o vapor de água se reciclava para dentro e para fora da atmosfera, voltando a atenção ao CO2, gás residente na atmosfera cuja concentração naquela época era alterada por grandes fontes como vulcões ou eventos em escalas de tempo geológicas longas, descobrindo que um aumento de CO2 na atmosfera resultaria em certa quantidade de aquecimento, além disso, já se sabia que o ar mais quente pode reter mais vapor de água, 7% a mais por grau Celsius de aquecimento, sendo que este vapor de água adicional causaria mais aquecimento em feedback positivo no qual o CO2 atua como regulador direto da temperatura, acompanhado por mais vapor de água conforme o aumento da temperatura. Arrhenius imaginou que se reduzisse pela metade a quantidade de CO2 atmosférico a temperatura da Europa cairia em até 4-5 °C e, em contato com Arvid Hogbom,1857-1940, que investigava os ciclos naturais de CO2 e considerava que as emissões de CO2 das fábricas causadas pelo homem eram semelhantes às que ocorrem na natureza, levou Arrhenius a cálculos para ver o que uma duplicação dos níveis de CO2 faria com as temperaturas, chegando a resposta de 5-6 °C de aquecimento como número global médio. Vale considerar que, naquela época, as taxas de queima de 1890 não eram problema já que levaria milhares de anos para duplicar e acreditava-se que os oceanos absorveriam cinco sextos das emissões e, quando a hipótese apareceu em livro publicado em 1908 a taxa de queima já havia aumentado significativamente levando a revisão relativa ao tempo de duplicação para alguns séculos, apenas uma curiosidade científica.
Moral da Nota: no século XX foi levantada a questão que o vapor de água também absorve radiação infravermelha e, nos espectrógrafos da época disponíveis e de baixa resolução aos padrões modernos, as bandas de absorção dos 2 gases se sobrepunham, daí, concluindo-se que o aumento do CO2 seria neutralizado por ser incapaz de absorver radiação infravermelha em bandas do espectro que o vapor de água mais abundante bloqueava levando a ideia que Arrhenius estava enganado com o adormecimento da hipótese do efeito estufa do CO2 por mais de 2 décadas. Na década de 1930 a trilha foi retomada quando o físico americano EO Hulburt fez cálculos à determinar novamente o efeito da duplicação do CO2 incluindo carga adicional de vapor de água, chegando ao número de 4°C de aquecimento argumentando que a fuga da radiação infravermelha ao espaço, ou, o impedimento dela, era de importância fundamental sendo ignorado por parte da comunidade científica, em qualquer caso, pensava-se que o sistema climático da Terra se mantinha em algum tipo natural de equilíbrio, em retrospectiva, dadas as mudanças climáticas dramáticas que levaram às eras glaciais. Posteriormente Guy Callendar, reviveu a ideia ao observar evidências de tendência de aquecimento da temperatura no início do século XX a partir de compilações de registros de temperatura e, revisando níveis reais de CO2 na atmosfera descobriu que aumentaram 10% sugerindo que pode ter causado o aquecimento, acrescentando que nos próximos séculos haveria mudança climática à estado permanentemente mais quente, no entanto, dúvidas foram lançadas sobre a precisão das medições de concentração de CO2 do século XIX, ou, que a vastidão dos oceanos absorveria a maior parte desse gás extra. Cálculos de Callendar chegaram ao aumento de temperatura de 2°C relativos a duplicação de CO2, sendo que uma das principais críticas foi que se referia apenas a radiação deixando de fora efeitos de outra maneira importante pela qual o calor é movido, objeções razoáveis porque não havia dados suficientes na época para esclarecer melhor as coisas.