炭素循環は、水などの生命に必要なさまざまな化合物が 窒素、硫黄、炭素、およびリンは、代謝、地質、および気象を通じて継続的にリサイクルされます プロセス。 炭素は大気中に二酸化炭素として存在し、海洋に溶解し、生物の有機炭素として、そして炭酸カルシウムのような堆積物鉱物の一部として存在します。 通常、これらの異なる貯水池間の炭素の移動は効果的にバランスが取れているため、それぞれの炭素の量は比較的一定であるか、数千年の間にのみ変化します。 しかし、産業革命以来、人間は化石燃料を燃やし、大量の炭素を大気中に放出してきました。これは、気候や生態系に広範囲にわたる影響を与える可能性があります。
生物学的要因
炭素は生命にとって最も重要な元素の1つであり、定義上、すべての有機分子の一部です。 大気中の二酸化炭素は、光合成植物、藻類、および「生産者」としても知られる植物プランクトンによって有機炭素に変換されます。 すべての動物を含む他のほぼすべての生物は、最終的にこれらの生産者から炭素を取得します。 生産者を含むすべての生物は、細胞呼吸の結果として二酸化炭素を放出します。これは、炭水化物が代謝されて生命に必要なエネルギーを放出するプロセスです。 光合成と細胞呼吸の影響の間で、大気と生物圏の間の炭素循環。 最も重要な例外はそれらの生物であり、主に植物プランクトンやカルシウムでできた殻を持つ他の動物です 炭酸塩は、炭素が放出される前に海底の堆積物の下に埋もれています 分解。 この炭素は、炭素循環の生物学的部分と大気部分から効果的に除去され、最終的には石灰岩、または特定の条件下では石油、石炭、または天然ガスの形をとります。
地質学的要因
より多くの石灰岩と炭素含有鉱物がゆっくりと形成されると同時に、既存の堆積物は風と降水の力によってゆっくりと侵食されています。 石灰岩やその他の堆積物は雨水によって溶解し、炭素を生物圏に放出します。 ある構造プレートが別のプレートの下に押し付けられたときに発生する沈み込みも、炭素循環の重要な部分です。 炭素を含む堆積物は、表面から十分に押し出されて溶け、最終的に炭素を放出します。 この炭素は、火山の噴火の一部として突然放出され、温泉、割れ目噴火、噴火口から漏れるにつれて徐々に放出されます。
化石燃料
炭素循環に対する人間の主な影響は、化石燃料の燃焼によるものです。化石燃料は、そうでなければ埋められた炭素を大気中に放出します。 石油、天然ガス、石炭などの化石燃料は、世界経済のほぼすべての側面で使用されています。 最も目に見える例は自動車ですが、実際には、産業用と住宅用の両方で電力を生産する石炭および天然ガスプラントによってより多くの二酸化炭素が生成されます。 工業型農業も化石燃料エネルギーで運営されています。 すべての人工肥料は、化石燃料（通常は天然ガス）を燃焼させるプロセスによって合成されます。 さまざまな研究が、過去半世紀にわたる二酸化炭素の変化を追跡してきました。 最長の研究は1958年にハワイのチャールズキーリングによって開始され、大気中の炭素レベルの急激な上昇を示しています。 氷床コアからの証拠は、炭素レベルが50万年前よりも高いことを示唆しています
森林破壊
特に熱帯地域での広範囲にわたる森林破壊は、分解によってより多くの炭素が放出され、より少ない炭素が 光合成、植物や一部のバクテリアが太陽光のエネルギーを使用して、二酸化炭素から炭水化物を構築するプロセス 雰囲気。 一部の地域は野生生物保護区として確保されていますが、はるかに多くの地域が、木材の収穫や農地の開墾を目的とした焼却や皆伐に対して脆弱です。
温室効果
二酸化炭素レベルの上昇に関する主な懸念は、二酸化炭素が温室効果ガスであるという事実から来ています。 それは、そうでなければ宇宙に逃げるであろう地球の表面からの赤外線放射をトラップし、惑星を効果的に絶縁し、その温度を上昇させます。 国連の気候変動に関する国際パネルは、科学界の多くの人々とともに、人間が炭素循環を十分に混乱させていると信じています。 地球の気候を劇的に変化させ、生物多様性、農業、天候、そして上のすべての生態系の全体的な健康に大きな影響を与える可能性があります 惑星。