Das Treibhausgas Methan entsteht z. B. in Moorgebieten, in Regenwäldern oder Mangrovenwäldern. Doch durch das enorme Wachstum der Weltbevölkerung hat der Methan-Gehalt in der Luft drastisch zugenommen. Für etwa 75 % des Methans in der Atmosphäre ist der Mensch verantwortlich. Zu den Ursachen zählen hauptsächlich die Verbrennung von Erdgas, Massentierhaltung, der Reisanbau und die Müllentsorgung. Die Tierhaltung verursacht etwa 39 Prozent der landwirtschaftlichen Methanemission. Methan entwickelt sich immer dann, wenn sich organische Stoffe unter Luftabschluss zersetzen.
Einige Wissenschaftler sind darüber hinaus jedoch der Meinung, dass Methan auch von Pflanzen produziert wird, was zu einer sehr kontroversen Diskussion in Fachkreisen führte. Daraufhin wurden weitere Untersuchungen durchgeführt, die jedoch belegten, das Methan nicht von Pflanzen produziert werden kann. Ursache für die fälschliche Annahme könnte das Problem gewesen sein, dass man bei Experimenten mit Pflanzen nur sehr schwer den Methanhintergrund in der Atmosphäre ausschließen kann. Dazu sind sehr empfindliche Messgeräte notwendig.
Bei der Suche nach Methanquellen machen die Forscher immer wieder neue Entdeckungen. So hat man kürzlich festgestellt, dass zwischen 10 und 25 Prozent der weltweiten Methan-Ausstöße durch Mikroorganismen verursacht sind, die sich in den Böden gefluteter Reisfelder befinden.
Zuvor stießen Forscher bereits auf andere, äußerst ergiebige Methanquellen unter Wasser: Methaneis. Unter sehr hohem Druck und bei niedrigen Temperaturen entsteht dieses Methanhydrat, das sehr große Mengen Methan dadurch bindet, dass Wassermoleküle die Gasmoleküle vollkommen umschließen, gefrieren und das Methan unter sehr hohem Druck konzentrieren. Ein einziger Liter festes Methaneis enthält etwa 168 Liter Methangas. Vor allem in der Tiefsee lagern riesige Methaneis-Vorkommen.
Aufgrund der Erwärmung der Weltmeere in Folge der Klimaerwärmung kann nun folgendes geschehen: Das Methaneis in höher gelegenen Wasserschichten eines Meeres verliert an chemischer Stabilität, was plötzlich große Mengen an Methan freisetzen kann. Gelangt dieses Methan in die Atmosphäre, folgt in vergleichsweise kurzer Zeit eine neuerliche Temperaturerhöhung, die unweigerlich neues Methaneis zum Schmelzen bringt und somit eine weitere Erhöhung der Methan-Konzentration in der Atmosphäre bewirkt. Anders ausgedrückt: steigt an einer Stelle die Temperatur der Meere so an, dass die ersten Methaneis-Vorräte freigesetzt werden, ist dies der Beginn eines katastrophalen Kreislaufs.
Verstärkt wird diese Gefahr durch Versuche der Bergung des Methaneises: Wissenschaftler sehen darin eine mögliche alternative Energiequelle, so dass die Versuchung groß ist, einige Methaneis-Vorkommen ans Tageslicht zu befördern. Wird bei den Bergungsversuchen jedoch die physikalische Struktur des Eises zerstört, kommt es zu einer Kettenreaktion, die große Mengen Methan freisetzt.
Auch Permafrost-Böden sind eine wichtige Methanquelle: In den permanent gefrorenen Böden, die vor allem in den arktischen Regionen zu finden sind, lagern vor allem Kohlendioxid sowie große Mengen an Biomasse. Taut ein Teil des Permafrostbodens an, geschieht folgendes: der Kohlenstoff wird sehr schnell freigesetzt, ein Teil des Bodens versumpft und so entstehen große Mengen an Methan.