Aproximativ două treimi din carbonul din lume se află chiar sub suprafață în solul murdar. Atunci când acel element dătător de viață împrăștiat epuizează dioxidul de carbon (CO2), fenomenul este cunoscut sub numele de respirație a solului sau respirație subterană. Cauzată în mod natural de o serie de procese de mediu – de la exudarea plantelor la efluxul chimic de CO2 – respirația solului crește atunci când temperaturile sunt ridicate și scade atunci când solul devine prea umed sau prea uscat.
Diferite reacții naturale se combină pentru a crea cantitatea totală de eflux de CO2 care intră în atmosferă din sol. Rădăcinile emit CO2 în timpul creșterii plantelor. Carbonul se găsește în excrețiile și corpurile animalelor, insectelor și chiar amibelor. Pe lângă aceste procese biologice, oxidarea și degazarea au loc la niveluri chimice mai profunde. În sens agricol și ecologic, respirația solului implică atingerea echilibrului perfect de carbon.
Temperaturile mai mari decât media contribuie cel mai mult la creșterea respirației solului. Acest lucru îi face pe mulți cercetători în domeniul schimbărilor climatice care indică respirația solului ca un alt suspect de încălzire globală, deoarece dioxidul de carbon atmosferic este unul dintre principalele gaze cu efect de seră care contribuie la schimbările climatice. Respirația solului nu este totuși principalul suspect. Chiar și în 2011, centralele electrice pe cărbune încă predomină în industria energetică, iar combustibilii fosili încă învârt roțile automobilelor și industriei, emitând niveluri nenatural de ridicate de dioxid de carbon, protoxid de azot și metan. Solul, dimpotrivă, a existat atâta timp cât viața pe Pământ, respirând suficient pentru a atinge echilibrul de carbon necesar pentru a susține viața.
De la începutul Revoluției Industriale din secolul al XVIII-lea, cantitatea de dioxid de carbon din atmosferă a crescut cu 18 la sută, potrivit mai multor studii citate de fostul vicepreședinte american Al Gore. Temperaturile medii de pe glob au urcat lent pentru la fel de mult. Deoarece carbonul subteran crește exponențial pe măsură ce temperaturile cresc, unii observatori se tem că nivelul mediu al respirației va crește, de asemenea, perpetuând și mai mult crearea de dioxid de carbon și temperaturi mai ridicate.
Alți factori afectează și rata respirației solului, cum ar fi umiditatea murdăriei și nivelul său de materie organică din sol (SOM). Când umiditatea sau nivelul SOM sunt prea scăzute, emisiile de CO2 scad. În schimb, atunci când umiditatea crește prea mult peste normal, efluxul de CO2 scade și el. Doar în condiții moderate de umiditate poate funcționa corect respirația subterană. Fermierii rotesc în mod regulat, lucrează, udă, fertilizează, aerisesc și chiar își acoperă solul pentru a obține echilibrul corect de carbon crucial.