Ugljik je element koji je osnova svih oblika života na Zemlji. Kreće se kroz atmosferu, litosferu, biosferu i hidrosferu. Ciklus ugljika regulira Zemljinu globalnu temperaturu i kontrolira količinu ugljičnog dioksida u atmosferi. Kako se ugljik reciklira, brojni ga organizmi ponovno koriste. Vodeni ekosustavi su oni koji sadrže biljke i životinje ovisne o vodi.
Marinac
Morski ekosustavi su najveći ekosustavi na Zemlji. Okeani prekrivaju 71 posto Zemljine površine i proizvode 97 posto svjetske vode. Soli, uglavnom natrijev klorid, sadrže 85 posto otopljene tvari u oceanima i ključna su komponenta koja odvaja morski od ostalih ekosustava. Najvažniji pododjeli morskih ekosustava su oceanski, dubokomorski, estuarski, koraljni grebeni, međuplimni i obalni ekosustavi. Živi se organizmi kreću od bakterija, algi, koralja, školjkaša, riba i sisavaca.
Slatkovodni
Slatkovodni ekosustavi sadrže pitku vodu, ali malo ili nimalo soli. Glavne podjele su jezera i bare, rijeke i potoci, rezervoari, močvare i podzemne vode. Živi organizmi uključuju alge, ribe, vodozemce i biljke.
Izvor ugljika
Glavni izvor ugljika na Zemlji je plin ugljični dioksid iz podmorskih erupcija vulkana. Podmorski vulkani čine preko 80 posto vulkanizma Zemlje. Oni se javljaju na srednjooceanskim grebenima koji se protežu duž središnjih dijelova Atlantika, Indije i Tihog oceana Oceani, zajedno s vulkanizmom oko subdukcijskih zona poput cijelog ruba Tihog oceana. Dio ovog ugljičnog dioksida otapa se u oceanu. Drugi dio bježi u atmosferu isparavanjem oceana. Daljnji dio apsorbira morska biomasa poput planktona, algi i bakterija.
Fotosinteza
Biljke i alge u slatkoj vodi i fitoplanktonu (morski organizmi i alge) koriste sunčevu energiju za fotosintezu. Ugljični dioksid i vodu koju su apsorbirali pretvaraju u šećere i kisik. Šećere pohranjuju kao energiju i oslobađaju kisik natrag u vodu. Aktivnost fitoplanktona ograničena je na prvih 150 stopa vode u jezerima i morima. Mnoga područja oceana ne primaju dovoljno sunčeve svjetlosti ili su prehladna.
Riba
Slatkovodne alge i morski fitoplanktoni hrana su za ribe. Ribe škrgama udahnu otopljeni kisik iz vode i izdahnu ugljični dioksid natrag u vodu. Oni pohranjuju ugljikohidrate koje su pojeli kao energiju i izlučuju anorganski kalcijev karbonat i bikarbonat. Te spojeve struje prenose u duboki ocean gdje se talože.
Raspad
Mrtvi organizmi raspadaju se na rijeci, jezeru ili morskom dnu i emitiraju ugljični dioksid. Plin se reciklira u slatku i morsku vodu gdje ih drugi organizmi apsorbiraju ili plin isparava u atmosferu.
Taloženje
Kiše otapaju ugljični dioksid u atmosferi i vraćaju ga kao blagu kiselinu u zemlju i vodene sustave. Na tlu su kiše izložile karbonatne stijene poput vapnenca. Vapnenac je ostatak anorganskih karbonata koji su se taložili kao izlučevine iz riba i kostura mrtvih riba, koralja ili drugog morskog života. Zemljine tektonske sile u kombinaciji s klimatskim promjenama tijekom geološkog vremena izložile su karbonate na površini Zemlje.
Otjecanje
Kišnica se akumulira ispod tla kao podzemna voda i odvodi se rijekama i jezerima u mora. Slatkovodni i morski organizmi apsorbiraju njegov sadržaj ugljičnog dioksida radi fotosinteze, a vodeni ciklus se nastavlja.