自然界中，碳本來只是一個簡單的元素。然而，因為它與全球變暖息息相關的關系，如今成為人們關注的焦點。時下，一些與之相關的詞匯——“碳匯”“碳源”“碳排放”“低碳經濟”“碳幣”……就變得時髦起來。讓我們來了解一下全球碳循環的過程。

　　地球上的幾個碳庫

　　 地球上最大的兩個碳庫是巖石圈和化石燃料，含碳量約占地球上碳總量的99.9%。這兩個庫中的碳活動緩慢，實際上起著貯存庫的作用。地球上還有三個碳庫——大氣圈庫、水圈庫和生物庫。這三個庫中的碳在生物和無機環境之間迅速交換，容量小而活躍，實際上起著交換庫的作用。

　　 碳在巖石圈中主要以碳酸鹽的形式存在,總量為2.7×1016噸；在大氣圈中以二氧化碳和一氧化碳的形式存在，總量有2×1012噸；在水圈中以多種形式存在；在生物庫中，則存在著幾百種被生物合成的有機物。這些物質的存在形式受到各種因素的調節。

　　在大氣中，二氧化碳是含碳的主要氣體，也是碳參與物質循環的主要形式。在生物庫中，森林是碳的主要吸收者,它固定的碳相當于其他植被類型的兩倍。森林又是生物庫中碳的主要貯存者,貯存量大約為4.82×1011噸，相當于目前大氣含碳量的2/3。

　　碳的地球化學循環

　　 碳的地球化學循環控制了碳在地表或近地表的沉積物和大氣、生物圈及海洋之間的遷移,而且是對大氣二氧化碳和海洋二氧化碳的最主要的控制。

　　 沉積物含有兩種形式的碳：干酪根和碳酸鹽。在風化過程中，干酪根與氧反應產生二氧化碳，而碳酸鹽的風化作用卻很復雜。含在白云石和方解石礦物中的碳酸鎂和碳酸鈣受到地下水的侵蝕，產生出可溶解于水的鈣離子、鎂離子和重碳酸根離子。它們由地下水最終帶入海洋。

　　 在海洋中，浮游生物和珊瑚之類的海生生物攝取鈣離子和重碳酸根離子來構成碳酸鈣的骨骼和貝殼。這些生物死了之后，碳酸鈣就沉積在海底而最終被埋藏起來。

　　 二氧化碳可由大氣進入海水，也可由海水進入大氣。這種交換發生在氣和水的界面處，由于風和波浪的作用而加強。這兩個方向流動的二氧化碳量大致相等，伴隨著大氣中二氧化碳量的增多或減少，海洋吸收的二氧化碳量也隨之增多或減少。

　　碳的生物循環

　　 在碳的生物循環中,大氣中的二氧化碳被植物吸收后,通過光合作用轉變成有機物質，然后通過生物呼吸作用和細菌分解作用又從有機物質轉換為二氧化碳而進入大氣。碳的生物循環包括了碳在動、植物及環境之間的遷移。

　　 綠色植物從空氣中獲得二氧化碳，經過光合作用轉化為葡萄糖，再綜合成為植物體的碳化合物，經過食物鏈的傳遞，成為動物體的碳化合物。植物和動物的呼吸作用把攝入體內的一部分碳轉化為二氧化碳釋放入大氣，另一部分則構成生物的機體或在機體內貯存。動、植物死后,殘體中的碳,通過微生物的分解作用也成為二氧化碳而最終排入大氣。大氣中的二氧化碳這樣循環一次約需20年。

　　一部分（約千分之一）動、植物殘體在被分解之前即被沉積物所掩埋而成為有機沉積物。這些沉積物經過悠長的年代，在熱能和壓力作用下轉變成礦物燃料——煤、石油和天然氣等。當它們在風化過程中或作為燃料燃燒時，其中的碳氧化成為二氧化碳排入大氣。如今，人類消耗大量礦物燃料對碳循環產生了重大影響。

　　 一方面沉積巖中的碳因自然和人為的各種化學作用分解后進入大氣和海洋；另一方面生物體死亡以及其他各種含碳物質又不停地以沉積物的形式返回地殼中，由此構成了全球碳循環的一部分。碳的生物循環雖然對地球的環境有著很大的影響，但是從以百萬年計的地質時間上來看，緩慢變化的碳的地球化學大循環才是地球環境最主要的控制因素。