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二酸化炭素(CO2)は、常温常圧では無色無臭の気体で、分子量 44.01 g/mol、密度 1.98 kg/m3（25℃）、 融点 ?56.6 ℃ (5.2 atm)、沸点 ?78.5 ℃ (760 mmHg)。水への溶解度 0.145 g（水 100 mL あたり）。常圧では液体にならず、? 79 ℃ で昇華して固体（ドライアイス）となり、水溶液（炭酸）は弱酸性です。
二酸化炭素は現在の大気中にはおよそ 370ppm（0.037%）ほど含まれていますが、氷床コアなどの分析から産業革命以前はおよそ 280ppm（0.028%）であったと見積もられています。この濃度の増加は主に化石燃料の大量消費が原因と考えられています。(ただし、気温が上がったことによって、海中に溶けていた二酸化炭素が空気中に放出され、その結果として二酸化炭素濃度が増えているという研究報告もあります。）
二酸化炭素は、火山活動や自然的発火による山火事など、自然現象に起因して発生する広域自然火災によっても大量に発生します。人為的に発生する二酸化炭素量は、炭素を含む物質（石油、石炭、木材など）の燃焼によって発生し、石炭を用いた火力発電や自動車の排気ガス、工場の排気など化石燃料の燃焼がもっとも多くなっています。
逆に植物の光合成によって二酸化炭素は様々な有機化合物へと固定されたり、また、二酸化炭素は海中にも直接取り込まれ、降雨に溶け込み湖沼に流れ込み、最終的に海洋にも流れ込みます。
環境省や一部の環境団体、科学者は、この二酸化炭素の増加が地球温暖化の最大の原因として、現在、積極的に削減のキャンペーンを行っています。
しかし、気候変動の大きな要因は、水蒸気の影響や太陽活動、地磁気の影響であり、その割合は80%〜90%と見込まれています。残りの部分を水蒸気以外の温室効果ガス（Green House Gases：GHGs）、つまり、二酸化炭素（CO2）、メタン（CH4）、一酸化二窒素（N2O）、フロンなどが占めています。
このため、温室効果ガスのうち、たった数パーセントしか占めていない二酸化炭素を単に数パーセント削減したとしても、地球温暖化にストップがかかるとは考えられません。少なくとも、人為的にコントロール可能な二酸化炭素を削減しようと考えるべきでしょう。
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