主要内容
碳循环
了解碳是如何通过地球生态系统移动以及人类活动如何改变碳循环。
要点
- 碳是生物体的基本元素。化石燃料对现代人的经济发展也很重要。
- 大气层中的二氧化碳—
- 缓慢的地质过程，包括沉积岩和化石燃料的形成，影响长期的碳循环。
- 例如燃烧化石燃料和砍伐森林的一些人类活动增加了大气
碳：构建基块和染料源
按质量算，你身体的18%由碳原子组成，且这些碳原子对你的存在颇为重要
碳是我们身体的一部分，但同时它也是我们现代工业的一部分。来自很早以前的植物和藻类的碳化合物组成了我们今天用作能量来源的化石燃料，包括煤和天然气。当这些化石燃料被燃烧时，二氧化碳—
让我们来看看碳循环，以了解大气
碳循环
将碳循环作为两个相互关联的分周期研究最为容易：
- 一个涉及生物有机体之间碳的快速交换
- 另一个涉及经过地质过程的长期碳循环
尽管我们会分开考虑它们，但理解这两个循环是相互连接的很重要。例如，大气和海洋这两个公共库中的
当生物埋深地下或沉到海洋底部并形成沉积岩时，有机碳被长期储存。火山活动和较近的人类燃烧化石燃料将这些储存的碳重新带回碳循环。尽管化石燃料的形成发生在较慢的、地质学的时间尺度上，人类正将其中的碳以
生物碳循环
碳通过自养生物进入陆地和水生食物网。几乎所有自养生物都是光合生物，例如植物和藻类。
自养生物从空气中获取二氧化碳或者从水中获得碳酸，并利用它们制造有机化合物，例如葡萄糖。异养生物，例如人类，消耗有机分子，将有机碳沿食物链或食物网传递。
碳如何循环会大气或海洋呢？为了释放含碳分子，例如糖，储存的能量，自养和异养生物在被称为细胞呼吸的过程中分解这些分子。在这个过程中，分子中的碳作为二氧化碳被释放。分解者降解死去的生物和废物时也会释放有机化合物和二氧化碳。
碳在这个生物途径中循环得很快，尤其是在水生生态系统中。总体上，每年估计有1,000到100,000百万吨碳通过这个生物途径。作为对比，一吨大约是一头大象或一辆小轿车的重量
地质碳循环
碳循环的地质途径比上述的生物途径要花费更长时间。实际上，经过地质途径的碳需要数百万年时间来循环。碳可能在大气、水体(主要是海洋)、海洋沉积物、土壤、岩石、化石燃料、和地球内部被长期储存。
大气中的二氧化碳水平受海洋中的碳储存影响，反之亦然。大气中的二氧化碳溶解在水中并和水分子发生如下反应：
这个过程释放的碳酸—
在陆地上，有机生物分解产生的有机碳或陆地岩石和矿物风化产生的无机碳被储存在土壤中。地下深处则是石油、煤炭和天然气等化石燃料。它们是在厌氧（无氧）条件下分解的植物的残余物。化石燃料需要数百万年去形成。当人们燃烧它们时，碳以二氧化碳的形式被释放到大气层中。
碳进入大气层的另一种方式是通过火山喷发。含碳沉积物在被称为潜没（一个板块在另一个板块下移动）的过程中被带到地球深处。这个过程产生二氧化碳，其可以通过火山喷发或热液喷口被释放进入大气层。
人类对碳循环的影响
自工业革命开始以来，对地球有限化石燃料储备的全球需求不断增加。化石燃料被视为不可再生资源，因为它们的使用速度比地质过程能够生产它们的速度快得多。
当化石燃料被燃烧时，二氧化碳—
一些人类活动产生的多余
为什么大气中有很多
此外，虽然从温室气体的角度来看，海洋对过量二氧化碳的吸收似乎不错，但从海洋生物的角度来看，这可能一点也不好。正如我们在上面看到的，溶解在海水中的
关于大气中碳水平增加对气候变化的未来影响的辩论集中在化石燃料上。然而，科学家在模拟和预测这种增长的未来影响时，也必须考虑自然过程，如火山、植物生长、土壤碳水平和呼吸作用。