炭素循環
炭素は地球上の生命活動で基本的な物質で、細胞骨格、生化学、栄養作用において重要な物質である。また、生命は炭素循環においても重要な役割を果たしている。
独立栄養生物は大気中、もしくはその生息環境に存在する水に含まれる二酸化炭素から有機化合物を自ら生産する生物である(炭素固定)。これには太陽光などのエネルギー源を必要とする。今日の地球において、炭素循環で最も重要な生物は、陸上の森林の樹木と海洋の植物プランクトン(藻類やシアノバクテリア)である。
年間、海洋の植物プランクトンは400-500億トンの炭素を固定し、沿岸の海藻は40億トンの炭素を固定し、陸上の植物は従来の見積もりの半分の520億トンの炭素を固定している。
炭素は生物圏の中で従属栄養生物に摂取・変換される。菌類や細菌による発酵や腐敗という、生物の遺骸や排出物の分解も含まれる。
生物圏から排出される炭素は、呼吸によるものが最も多い。酸素が存在する環境では、好気呼吸の作用で二酸化炭素を周囲の大気や水に放出する。一方、嫌気呼吸ではメタンを周囲の環境(大気圏や水圏)へ放出する。
遺骸として分解されずに生物圏に残留炭素することもあるが(泥炭のように)地圏移行するものもある。特に炭酸カルシウムでできている動物の殻(サンゴや貝殻など)は堆積過程を経て石灰岩となる。