Koldioxidcykeln är en av flera biogeokemiska cykler, genom vilka de olika föreningarna som är nödvändiga för livet, såsom vatten, kväve, svavel, kol och fosfor, återvinns kontinuerligt genom metabola, geologiska och meteorologiska processer. Kol finns som koldioxid i atmosfären och är upplöst i oceanerna, som organiskt kol i levande organismer, och som en del av sedimentmineraler som kalciumkarbonat. Normalt balanserar kolsändningar mellan dessa olika reservoarer så att mängden kol i varje är relativt konstant eller förändras endast under årtusenden. Sedan den industriella revolutionen har människor bränt fossila bränslen och släppt stora mängder kol i atmosfären, vilket kan ha långtgående påverkan på klimat och ekosystem.

Biologiska faktorer

Karbon är en av de viktigaste elementen för livet, och är per definition en del av alla organiska molekyler. Koldioxid i atmosfären omvandlas till organiskt kol genom fotosyntetiska växter, alger och fytoplankton, även kända som "producenter". Nästan alla andra organismer, inklusive alla djur, får i slutändan sitt kol från dessa producenter. Alla organismer, inklusive producenter, släpper ut koldioxid som ett resultat av cellulär andning, processen genom vilken kolhydrater metaboliseras för att frigöra den energi som är nödvändig för livet. Mellan effekterna av fotosyntes och cellulär andning, kolcykler mellan atmosfären och biosfären. De viktigaste undantagen är de organismer, mestadels fytoplankton och andra djur med skal som är gjorda av kalciumkarbonat, som är begravda under sediment i botten av havet innan deras kol kan släppas genom sönderdelning. Detta kol avlägsnas effektivt från de biologiska och atmosfäriska delarna av kolcykeln, så småningom i form av kalksten eller, under vissa förhållanden, olja, kol eller naturgas.

Geologiska faktorer

Samtidigt som mer kalksten och kolhaltiga mineraler bildas långsamt, existerar befintliga sediment långsamt av vindkrafts- och nederbördskrafterna. Kalksten och andra sediment löses av regnvatten och släpper ut koldioxid tillbaka i biosfären. Subduktion, som uppträder när en tektonisk platta tvingas under en annan, är också en viktig del av kolcykeln. Sediment som innehåller kol pressas tillräckligt långt under ytan som de smälter, så småningom släppa ut kolet. Detta kol frigörs plötsligt, som en del av vulkanutbrott, och gradvis, som läcker genom heta källor, sprickor och ventiler.

Fossilbränsle

Människans primära inverkan på kolcykeln är genom Förbränning av fossila bränslen, som släpper ut annat, begravt kol i atmosfären. Fossila bränslen, som inbegriper petroleum, naturgas och kol, används i nästan alla aspekter av den globala ekonomin. Bilar är det mest synliga exemplet, men mer koldioxid produceras faktiskt av kol och naturgasväxter som producerar el för både industriell och bostadsanvändning. Industriellt jordbruk går också på fossila bränslenergi. Alla konstgjorda gödselmedel syntetiseras av en process som bränner fossila bränslen - vanligtvis naturgas. Olika studier har spårat förändringar i koldioxid under det senaste halvan. Den längsta körstudien påbörjades 1958 av Charles Keeling på Hawaii, och det visar en snabb ökning av atmosfäriska kolhalten. Bevis från iskärnor tyder på att koldioxidhalten är högre än vad de har varit i en halv miljon år.

Avskogning

Utbredd avskogning, särskilt i tropiska områden, orsakar att mer koldioxid frigörs genom sönderdelning och mindre kol som ska sekvestreras genom fotosyntes, processen där växter och vissa bakterier använder solenergiens energi för att bygga kolhydrater ur koldioxid från atmosfären. Även om vissa områden har avsatts som djurlivsbesparingar, är mycket mer sårbara för bränning och röjning för skogsskörd och röjning av jordbruksmark.

Växthuseffekten

The största bekymmer för att öka koldioxidhalten kommer från det faktum att koldioxid är en växthusgas. Den fäller infraröd strålning från jordens yta som annars skulle fly i rymden, isolera jorden effektivt och öka temperaturen. FN: s internationella panel för klimatförändringar, tillsammans med många människor i det vetenskapliga samfundet, anser att människor försvårar koldioxidcykeln tillräckligt för att drastiskt förändra det globala klimatet, med potentiellt stora konsekvenser för biologisk mångfald, jordbruk, väder och den totala hälsan hos alla ekosystem på planeten.