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La causa del calentamiento global es el incremento del efecto invernadero natural por el aumento de la concentración en la atmósfera de los gases de efecto invernadero producido por las actividades humanas.
El efecto invernadero "natural" permite la vida en la Tierra tal y como la conocemos, con una "cómoda" temperatura media global de 14,5 ºC al retener parte del calor del Sol que la Tierra devuelve al espacio, como el tejado de cristal de un invernadero. Sin él, la temperatura media sería de -18 ºC y nuestro planeta un lugar yermo y helado.
A partir de la era industrial, el aumento de la concentración de CO2 y otros gases de efecto invernadero (GEI) en la atmósfera, producidos sobre todo por el consumo de combustibles fósiles (carbón, petróleo, gas) en la producción de energía, en el transporte y en la industria, ha provocado un incremento del efecto invernadero. La tala y quema de bosques y algunos métodos de explotación agropecuaria y otras actividades también contribuyen.