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Connues sous le nom de courbe de Keeling, ses mesures à plus long terme ont révélé une tendance frappante au-delà des cycles saisonniers de la biosphère terrestre. D'une année sur l'autre, les concentrations en dioxyde de carbone affichaient une nette tendance à la hausse. En 1960, Keeling publia ses travaux, apportant ainsi la première preuve solide que la combustion à grande échelle de combustibles fossiles provoquait en fait une accumulation de dioxyde de carbone dans l'atmosphère terrestre.
Pour déclarer un nouvel intervalle de temps géologique, les géologues doivent appliquer leurs propres méthodes, procédures et preuves scientifiques. Il est nécessaire de montrer que les humains ont laissé un marqueur clair et globalement identifiable dans les roches.
L'isotope le plus courant du carbone est le carbone 12 (12C), avec 6 protons et 6 neutrons. Le carbone 12 est stable et ne se désintègre pas.
Sur les 5 extinctions massives communément reconnues dans l'histoire de la Terre, la plus spectaculaire, qui a presque détruit la vie, s'est produite à la fin de la période permienne, datée actuellement de 252 millions d'années, tandis que la plus célèbre, l'extinction massive des dinosaures non aviaires et des reptiles marins, s'est produite à la limite Crétacé-Paléogène (anciennement appelé limite K-T), il y a 66 millions d'années.
En mesurant les rapports oxygène 18 / oxygène 16 dans les sédiments au fil du temps, le réchauffement et le refroidissement de la Terre peuvent être déduits avec une précision considérable.
L'Holocène commence seulement 11 700 ans avant aujourd'hui, marquant le passage à notre intervalle interglaciaire chaud actuel.
Les estimations mondiales de l'utilisation contemporaine des terres varient, mais indiquent généralement que 40 à 50% de la surface terrestre libre de glace de la Terre est aujourd'hui utilisée pour l'agriculture, la foresterie et les établissements humains.
Environ 11% des terres de la planète sont cultivées, 25% sont utilisées pour les pâturages et le bétail, et 1 à 3% sont occupés par des infrastructures urbaines ou autres.
Les forêts gérées ou plantées pour produire du bois, du combustible, du papier, du caoutchouc et d'autres produits occupent encore 2 à 10% des terres de la planète.
Sans les engrais azotés synthétisés industriellement et leur capacité à accroître le rendement des cultures sur des terres limitées, la production alimentaire n'aurait jamais pu répondre à la demande de plus de 4 milliards d'êtres humains après 1970, sans parler des besoins de 7 milliards aujourd'hui ou des 11 milliards attendus en 2100.
En 2003, le climatologue américain William Ruddiman a publié un article intitulé "L'ère de l'effet de serre anthropique a commencé il y a des milliers d'années".
Il est désormais largement admis que les premières émissions de méthane dues à la production de riz sont à l'origine d'une augmentation substantielle des concentrations de méthane dans l'atmosphère environ 5000 ans avant aujourd'hui.
Un Anthropocène antérieur pourrait reconnaître les extinctions de la mégafaune du Pléistocène supérieur, l'émergence et la diffusion de l'agriculture, l'augmentation du méthane atmosphérique due à la production de riz il y a 5000 ans, la généralisation des sols anthropiques il y a 2000 ans, la formation d'un système mondial global il y a environ 500 ans (le pic Orbis) ou le début de l'ère industrielle il y a environ 200 ans.
Nos données ont montré qu'en l'an 2000 les zones sauvages sans populations humaines ni utilisation des terres recouvrent moins d'un quart de la biosphère terrestre.
Est-il exact de dire que l'Homo sapiens dans son ensemble est à l'origine du changement climatique mondial rapide ? De toute évidence, non. Les nations et les personnes riches utilisent beaucoup plus d'énergie et émettent beaucoup plus de dioxyde de carbone que les pauvres.