De koolstofcyclus is een van de verschillende biogeochemische cycli waarmee de verschillende verbindingen die nodig zijn voor het leven, zoals water, stikstof, zwavel, koolstof en fosfor, continu worden gerecycled via metabole, geologische ", and meteorological processes.", 3, [[Koolstof bestaat als koolstofdioxide in de atmosfeer en wordt opgelost in de oceanen, als organische koolstof in levende organismen en als onderdeel van sedimentmineralen zoals calciumcarbonaat. Normaal gesproken balanceren bewegingen van koolstof tussen deze verschillende reservoirs effectief, zodat de hoeveelheid koolstof in elk relatief constant is of alleen in de loop van millennia verandert. Sinds de industriële revolutie hebben mensen echter fossiele brandstoffen verbrand en enorme hoeveelheden koolstof in de atmosfeer uitgestoten, wat verstrekkende gevolgen kan hebben voor het klimaat en ecosystemen.
Biologische factoren

Koolstof is een van de belangrijkste elementen voor het leven, en maakt per definitie deel uit van alle organische moleculen. Koolstofdioxide in de atmosfeer wordt omgezet in organische koolstof door fotosynthetische planten, algen en fytoplankton, ook bekend als "producenten". Bijna alle andere organismen, inclusief alle dieren, halen uiteindelijk hun koolstof uit deze producenten. Alle organismen, inclusief producenten, geven kooldioxide vrij als gevolg van cellulaire ademhaling, het proces waarbij koolhydraten worden gemetaboliseerd om de energie vrij te maken die nodig is voor het leven. Tussen de effecten van fotosynthese en cellulaire ademhaling, koolstofcycli tussen de atmosfeer en de biosfeer. De belangrijkste uitzonderingen zijn die organismen, meestal fytoplankton en andere dieren met schelpen gemaakt van calciumcarbonaat, die onder het sediment op de bodem van de oceaan worden begraven voordat hun koolstof kan worden vrijgegeven door ontbinding. Deze koolstof wordt effectief verwijderd uit de biologische en atmosferische delen van de koolstofcyclus en neemt uiteindelijk de vorm aan van kalksteen of, onder bepaalde omstandigheden, olie, steenkool of aardgas.
Geologische factoren

Tegelijkertijd tijd dat meer kalksteen en koolstofhoudende mineralen langzaam worden gevormd, worden bestaande sedimenten langzaam uitgehold door de krachten van wind en neerslag. Kalksteen en andere sedimenten worden opgelost door regenwater, waardoor koolstof terug in de biosfeer komt. Subductie, die optreedt wanneer de ene tektonische plaat onder een andere wordt gedwongen, is ook een belangrijk onderdeel van de koolstofcyclus. Sedimenten die koolstof bevatten worden ver genoeg onder het oppervlak geduwd zodat ze smelten, waardoor uiteindelijk hun koolstof vrijkomt. Deze koolstof komt plotseling vrij, als onderdeel van vulkaanuitbarstingen, en geleidelijk, als lekken door hete bronnen, kloven en ventilatieopeningen.
Fossiele brandstoffen

De primaire impact van mensen op de koolstofcyclus is door het verbranden van fossiele brandstoffen, die anders begraven koolstof in de atmosfeer vrijgeven. Fossiele brandstoffen, waaronder aardolie, aardgas en steenkool, worden in bijna elk aspect van de wereldeconomie gebruikt. Auto's zijn het meest zichtbare voorbeeld, maar meer koolstofdioxide wordt eigenlijk geproduceerd door kolen- en aardgasfabrieken die elektriciteit produceren voor zowel industrieel als residentieel gebruik. Industriële landbouw werkt ook op fossiele brandstoffen. Alle kunstmeststoffen worden gesynthetiseerd door een proces waarbij fossiele brandstoffen worden verbrand - meestal aardgas. Verschillende onderzoeken hebben de afgelopen halve eeuw veranderingen in kooldioxide gevolgd. De langstlopende studie werd in 1958 gestart door Charles Keeling in Hawaï en vertoont een snelle stijging van het koolstofgehalte in de atmosfeer. Uit gegevens van ijskernen blijkt dat het koolstofniveau hoger is dan in een half miljoen jaar.
Ontbossing

Door ontbossing, met name in tropische gebieden, komt meer koolstof vrij door ontleding en minder koolstof. afgezonderd via fotosynthese, het proces waarbij planten en sommige bacteriën de energie van zonlicht gebruiken om koolhydraten op te bouwen uit kooldioxide uit de atmosfeer. Hoewel sommige gebieden zijn gereserveerd als natuurreservaat, zijn veel meer kwetsbaar voor verbranding en kappen voor houtoogst en het kappen van landbouwgrond.
Het broeikaseffect

De grootste zorg over het verhogen van het kooldioxidegehalte komt van het feit dat kooldioxide een broeikasgas is. Het vangt het infrarood van het aardoppervlak dat anders in de ruimte zou ontsnappen, waardoor de planeet effectief wordt geïsoleerd en de temperatuur wordt verhoogd. Het internationale panel voor klimaatverandering van de VN, samen met veel mensen in de wetenschappelijke gemeenschap, is van mening dat mensen de koolstofcyclus voldoende verstoren om het mondiale klimaat drastisch te veranderen, met mogelijk enorme gevolgen voor de biodiversiteit, de landbouw, het weer en de algehele gezondheid van iedereen. ecosysteem op de planeet.