Otprilike dvije trećine svjetskog ugljika nalazi se odmah ispod površine u prljavom tlu. Kada taj raspršeni element koji daje život iscrpi ugljični dioksid (CO2), fenomen je poznat kao disanje tla ili podzemno disanje. Prirodno uzrokovano nizom ekoloških procesa – od izlučivanja biljaka do istjecanja kemijskog CO2 – disanje tla se povećava kada su temperature visoke i opada kada tlo postane prevlažno ili presuho.
Različite prirodne reakcije kombiniraju se kako bi se stvorila ukupna količina CO2 koja ulazi u atmosferu iz tla. Korijenje ispušta CO2 tijekom rasta biljaka. Ugljik se nalazi u izlučevinama i tijelima životinja, kukaca, pa čak i ameba. Osim ovih bioloških procesa, oksidacija i otplinjavanje događa se na dubljim kemijskim razinama. U poljoprivrednom i ekološkom smislu, disanje tla uključuje postizanje savršene ravnoteže ugljika.
Temperature više od prosjeka najviše pridonose povećanju respiracije tla. Zbog toga mnogi istraživači klimatskih promjena ukazuju na disanje tla kao na još jednog sumnjivca na globalno zatopljenje, budući da je atmosferski ugljični dioksid jedan od glavnih stakleničkih plinova koji doprinose klimatskim promjenama. Ipak, disanje tla nije glavna sumnja. Čak iu 2011. elektrane na ugljen i dalje prevladavaju u elektroenergetici, a fosilna goriva i dalje vrte kotače automobila i industrije, emitirajući neprirodno visoke razine ugljičnog dioksida, dušikovog oksida i metana. Tlo je, naprotiv, bilo tamo koliko i život na Zemlji, dišući tek toliko da uspostavi ravnotežu ugljika potrebnu za održavanje života.
Od početka industrijske revolucije u 18. stoljeću, količina atmosferskog ugljičnog dioksida porasla je 30 posto, prema nekoliko studija koje je citirao bivši američki potpredsjednik Al Gore. Prosječne temperature diljem svijeta polako su rasle jednako dugo. Budući da se podzemni ugljik eksponencijalno povećava kako temperatura raste, neki promatrači brinu da će se i prosječne razine disanja također povećati, što će dalje produžiti stvaranje više ugljičnog dioksida i viših temperatura.
Drugi čimbenici također utječu na stopu disanja tla, kao što je vlažnost prljavštine i njezina razina organske tvari u tlu (SOM). Kada su vlaga ili razine SOM preniske, emisije CO2 opadaju. Nasuprot tome, kada se vlaga podigne previsoko iznad normalnog, istjecanje CO2 također opada. Samo u umjerenim uvjetima vlage podzemno disanje može ispravno funkcionirati. Poljoprivrednici redovito rotiraju, obrađuju, zalijevaju, gnoje, prozračuju, pa čak i pokrivaju svoje tlo kako bi postigli pravu ravnotežu ključnog ugljika.