炭素循環
大気圏中の炭素は気体、主に二酸化炭素ガスの状態で存在する。全大気のなかでは少量(増加しつつあるがおよそ0.04%)であるが、生命活動が維持されるための重要な役割を果たしている。大気中に存在する炭素を含む気体には、他にメタンやクロロフルオロカーボン(ほとんどが人為起源)があり、これらは全て温室効果ガスと呼ばれる。大気への放出はここ数十年劇的に増加し、地球温暖化の原因とされている。
炭素は大気から次のようないくつかの経路で除去される。
植物が太陽光によって光合成を行い、二酸化炭素から炭水化物を合成し、その過程で酸素を放出する。森林で急速に樹木が生長すること等から、この過程が最も二酸化炭素を吸収すると考えられている。
極域付近の海洋表層では海水が低温なため、より多くの二酸化炭素を溶かし込む(溶解ポンプと生物ポンプ)。
陸地の化学風化反応によって炭酸塩として除去される。
海洋における炭酸塩鉱物の沈降によって除去される。
炭素は様々な過程を経て大気に再び放出される。
植物や動物の呼吸による放出。これは発熱反応で、グルコース(もしくは他の有機分子)が二酸化炭素と水に分解される過程である。
炭素循環(たんそじゅんかん、英: carbon cycle)とは、地球上の生物圏、岩石圏、水圏、大気圏の間で炭素が交換される生物地球化学的な循環のこと。炭素循環は、一般に上の4つの保管庫(リザーバー)、具体的には大気、陸域生物圏(陸水系は普通ここに含まれる)、海洋、堆積物(化石燃料を含む)と、その間を相互に移動する経路で成り立っている。年間の炭素の移動は、リザーバー間で起こる様々な化学的、物理学的、地質学的、生物学的なプロセスを経て行われる。地球表層付近での最も大きな炭素の保管場所は海洋である。
全球の炭素収支は炭素リザーバーの間、もしくは特定の循環(特に大気 - 海洋間)での炭素交換のバランス(吸収と放出)で示される。炭素収支を吟味することで、リザーバーが二酸化炭素の吸収源となっているのか発生源となっているのかを判断することができる。
炭素隔離とは、二酸化炭素貯留や別の形態で炭素を保管することで、温室効果ガスである二酸化炭素の排出量を抑制する方法の事である。