Вся земная жизнь основана на углероде. Каждая молекула живого организма построена на основе углеродного скелета. Атомы углерода постоянно мигрируют из одной части биосферы узкой оболочки Земли, где существует жизнь в другую. На примере круговорота углерода в природе можно проследить в динамике картину жизни на нашей планете.Основные запасы углерода на Земле находятся в виде содержащегося в атмосфере и растворенного в Мировом океане диоксида углерода, то есть углекислого газа CO2 . Рассмотрим сначала молекулы углекислого газа, находящиеся в атмосфере.
Растения поглощают эти молекулы, затем в процессе фотосинтеза атом углерода превращается в разнообразные органические соединения и таким образом включается в структуру растений.Далее возможно несколько вариантов углерод может оставаться в растениях, пока растения не погибнут. Тогда их молекулы пойдут в пищу редуцентам организмам, которые питаются мертвым органическим веществом и при этом разрушают его до простых неорганических соединений , таким как грибы и термиты.
В конце концов углерод вернется в атмосферу в качестве CO2 растения могут быть съедены травоядными животными. В этом случае углерод либо вернется в атмосферу в процессе дыхания животных и при их разложении после смерти , либо травоядные животные будут съедены плотоядными и тогда углерод опять же вернется в атмосферу теми же путями растения могут погибнуть и оказаться под землей.Тогда в конечном итоге они превратятся в ископаемое топливо например, в уголь.
В случае же растворения исходной молекулы CO2 в морской воде также возможно несколько вариантов углекислый газ может просто вернуться в атмосферу этот вид взаимного газообмена между Мировым океаном и атмосферой происходит постоянно углерод может войти в ткани морских растений или животных.Тогда он будет постепенно накапливаться в виде отложений на дне Мирового океана и в конце концов превратится в известняк см. Цикл преобразования горной породы или из отложений вновь перейдет в морскую воду. Если углерод вошел в состав осадочных отложений или ископаемого топлива, он изымается из атмосферы. На протяжении существования Земли изъятый таким образом углерод замещался углекислым газом, попадавшим в атмосферу при вулканических извержениях и других геотермальных процессах.
В современных условиях к этим природным факторам добавляются также выбросы при сжигании человеком ископаемого топлива.В связи с влиянием CO2 на парниковый эффект исследование круговорота углерода стало важной задачей для ученых, занимающихся изучением атмосферы. Составной частью этих поисков является установление количества CO2, находящегося в тканях растений например, в только что посаженном лесу ученые называют это стоком углерода.
Поскольку правительства разных стран пытаются достичь международного соглашения по ограничению выбросов CO2, вопрос сбалансированного соотношения стоков и выбросов углерода в отдельных государствах стал главным яблоком раздора для промышленных стран. Однако ученые сомневаются, что накопление углекислого газа в атмосфере можно остановить одними лесопосадками.
Углерод постоянно циркулирует в земной биосфере по замкнутым взаимосвязанным путям. В настоящее время к природным процессам добавляются последствия сжигания ископаемого топлива.