Maždaug du trečdaliai pasaulyje esančios anglies yra tiesiai po paviršiumi nešvarioje dirvoje. Kai tas išsklaidytas gyvybę teikiantis elementas išskiria anglies dioksidą (CO2), reiškinys vadinamas dirvožemio kvėpavimu arba požeminiu kvėpavimu. Natūraliai dėl įvairių aplinkos procesų – nuo augalų išsiskyrimo iki cheminio CO2 išsiliejimo – dirvožemio kvėpavimas pakyla aukštai temperatūrai ir nukrenta, kai dirva tampa per drėgna arba per sausa.
Įvairios natūralios reakcijos susijungia ir sukuria bendrą CO2 ištekėjimo kiekį, patenkantį į atmosferą iš dirvožemio. Augalų augimo metu šaknys išskiria CO2. Anglies randama gyvūnų, vabzdžių ir net amebų išmatose ir kūnuose. Be šių biologinių procesų, oksidacija ir degazavimas vyksta gilesniuose cheminiuose lygmenyse. Žemės ūkio ir ekologine prasme dirvožemio kvėpavimas apima tobulą anglies balansą.
Aukštesnė nei vidutinė temperatūra labiausiai prisideda prie dirvožemio kvėpavimo padidėjimo. Daugelis klimato kaitos tyrinėtojų nurodo, kad dirvožemio kvėpavimas yra dar vienas įtarimas dėl visuotinio atšilimo, nes atmosferos anglies dioksidas yra viena iš pagrindinių šiltnamio efektą sukeliančių dujų, prisidedančių prie klimato kaitos. Tačiau dirvožemio kvėpavimas nėra pagrindinis įtariamasis. Net 2011 m. energetikos pramonėje vis dar vyrauja anglimis kūrenamos elektrinės, o iškastinis kuras vis dar suka automobilių ir pramonės ratus, išskirdamos nenatūraliai daug anglies dvideginio, azoto oksido ir metano. Dirvožemis, priešingai, egzistavo tol, kol Žemėje yra gyvybė, ir kvėpuoja tiek, kad pasiektų anglies balansą, reikalingą gyvybei palaikyti.
Nuo pramonės revoliucijos pradžios XVIII amžiuje atmosferos anglies dioksido kiekis išaugo 18 procentų, rodo keli tyrimai, kuriuos cituoja buvęs JAV viceprezidentas Alas Gore’as. Vidutinė temperatūra visame pasaulyje pamažu kilo tiek pat ilgai. Kadangi po žeme esantis anglies kiekis eksponentiškai didėja kylant temperatūrai, kai kurie stebėtojai nerimauja, kad padidės ir vidutinis kvėpavimo lygis, todėl susidarys daugiau anglies dioksido ir pakils temperatūra.
Kiti veiksniai taip pat turi įtakos dirvožemio kvėpavimo greičiui, pavyzdžiui, purvo drėgmė ir dirvožemio organinių medžiagų (SOM) lygis. Kai drėgmės arba SOM lygis yra per žemas, CO2 emisija mažėja. Priešingai, kai drėgmė pakyla per aukštai nei įprasta, CO2 ištekėjimas taip pat mažėja. Tik esant vidutinei drėgmei, požeminis kvėpavimas gali tinkamai veikti. Ūkininkai reguliariai kaita, dirba, laisto, tręšia, vėdina ir net uždengia savo dirvą, kad pasiektų tinkamą svarbiausios anglies balansą.