Садржај
Циклус угљеника је један од неколико биогеохемијских циклуса помоћу којих се различита једињења потребна за живот, као што су вода, азот, сумпор, угљен и фосфор, континуирано рециклирају кроз метаболичке, геолошке и метеоролошке процесе. Угљен постоји као угљен диоксид у атмосфери и раствара се у океанима, као органски угљеник у живим организмима и као део минерала у седименту попут калцијум карбоната. Нормално је да се кретање угљеника између тих различитих резервоара ефикасно уравнотежи, тако да је количина угљеника у сваком релативно константна или се мења само током миленијума. Од индустријске револуције, међутим, људи изгарају фосилна горива и испуштају огромне количине угљеника у атмосферу, што може имати далекосежан утицај на климу и екосистеме.
Биолошки фактори
Угљен је један од најважнијих елемената за живот и он је, по дефиницији, део свих органских молекула. Угљени диоксид у атмосфери се претвара у органски угљен фотосинтетским биљкама, алгама и фитопланктоном, познатим и као "произвођачи". Скоро сви други организми, укључујући све животиње, на крају добијају угљен од ових произвођача. Сви организми, укључујући произвођаче, ослобађају угљен диоксид као резултат ћелијског дисања, процес у којем се угљени хидрати метаболишу да би се ослободила енергија неопходна за живот. Између ефеката фотосинтезе и ћелијског дисања, циклуси угљеника између атмосфере и биосфере. Најважнији изузеци су они организми, углавном фитопланктон и друге животиње са шкољкама направљеним од калцијум-карбоната, које су сахрањене под седиментом на дну океана пре него што се њихов угљен може разградити разградњом. Тај угљеник се ефикасно уклања из биолошких и атмосферских делова угљеног циклуса, на крају има облик кречњака или, под одређеним условима, нафте, угља или природног гаса.
Геолошки фактори
У исто време када се полако формира више вапненаца и минерала који садрже угљеник, постојећи седименти полако се еродирају силама ветра и падавина. Вапненац и остали седименти растварају се кишницом, пуштајући угљен назад у биосферу. Субдукција, која се дешава када је једна тектонска плоча присиљена испод друге, такође је важан део угљеничног циклуса. Седименти који садрже угљен су гурнути довољно испод површине да се топе, на крају ослобађајући свој угљеник. Овај угљен се ослобађа нагло, као део вулканских ерупција, и постепено, током цурења кроз вреле, пукотине и отворе.
Фосилна горива
Примарни утицај људи на циклус угљеника је сагоревањем фосилних горива, које иначе укопани угљен ослобађају у атмосферу. Фосилна горива, која укључују нафту, природни гас и угаљ, користе се у готово сваком аспекту глобалне економије. Аутомобили су највидљивији примјер, али више угљичног диоксида заправо производе постројења за угаљ и природни гас који производе струју и за индустријску и за стамбену употребу. Индустријска пољопривреда такође користи енергију фосилних горива. Сва вештачка ђубрива синтетишу се поступком који сагорева фосилна горива - обично природни гас. Разне студије су пратиле промене угљен-диоксида у последњих пола века. Најдужу студију започео је 1958. године Цхарлес Кеелинг на Хавајима, а она показује брзи пораст нивоа угљеника у атмосфери. Докази из ледених језгара указују на то да су нивои угљеника виши него што су били током пола милиона година
Крчење шума
Широко распрострањена крчења шума, посебно у тропским областима, узрокује ослобађање више угљеника распадањем и мање угљеника помоћу фотосинтезе, процес којим биљке и неке бактерије користе енергију сунчеве светлости за изградњу угљених хидрата из угљен-диоксида из атмосфере. Иако су неке површине издвојене као резерве за дивље животиње, далеко више је рањиво на спаљивање и резање одсека за жетву дрвета и чишћење пољопривредног земљишта.
Ефекат стаклене баште
Главна забринутост због повећања нивоа угљен диоксида долази из чињенице да је угљен диоксид стакленички гас. Заробљава инфрацрвено зрачење са Земљине површине које би у супротном истекло у свемир, ефикасно изолирајући планету и повећавајући температуру. Међународни панел УН-а о климатским променама, заједно са многим људима у научној заједници, верује да људи узнемирују угљенични циклус довољно да драстично промене глобалну климу, а могу имати огромне последице по биодиверзитет, пољопривреду, временске прилике и опште здравље сваког екосистема на планети.