El carbono es un componente esencial para los vegetales y animales. Forma parte de compuestos como: la glucosa, carbohidrato importantes para la realización de procesos como: la respiración; también interviene en la fotosíntesis bajo la forma de CO2 (dióxido de carbono) tal como se encuentra en la atmósfera. La reserva fundamental de carbono, en moléculas de CO2 que los seres vivos puedan asimilar, es la atmósfera(21% O2 78% N2 , 0,9% Ar, 0.03% CO2 , 0,07% otros gases) y la hidrosfera. Este gas está en la atmósfera en una concentración de más del 0,03% y cada año aproximadamente un 5% de estas reservas de CO2 se consumen en los procesos de fotosíntesis (6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2), es decir que todo el anhídrido carbónico se renueva en la atmósfera cada 20 años.
6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2
La vuelta de CO2 a la atmósfera se hace cuando en la respiración, los seres vivos oxidan los alimentos produciendo CO2. En el conjunto de la biosfera la mayor parte de la respiración la hacen las raíces de las plantas y los organismos del suelo y no, como podría parecer, los animales más visibles.
Si multiplicamos 1.140 gramos/día por 6.000 millones de personas, resulta que sólo por respirar la humanidad emite al año unos 2.500 millones de toneladas de CO2... que es una cantidad considerable, mayor que la disminución requerida en el Protocolo de Kyoto (la reducción requerida en el Protocolo es de poco más de 1.000 millones de toneladas, un 5% de las emisiones de 1990).
Los productos finales de la combustión son CO2 y vapor de agua. El equilibrio en la producción y consumo de cada uno de ellos por medio de la fotosíntesis hace posible la vida.
C(n)H(2n+2) + (3n+1)/2O2 → (n)CO2 + (n+1)H2O
Los vegetales verdes que contienen clorofila toman el CO2 del aire y durante la fotosíntesis liberan oxígeno, además producen el material nutritivo indispensable para los seres vivos. Como todas las plantas verdes de la tierra ejecutan ese mismo proceso diariamente, no es posible siquiera imaginar la cantidad de CO2 empleada en la fotosíntesis. En la medida de que el CO2 es consumido por las plantas, también es remplazado por medio de la respiración de los seres vivos, por la descomposición de la materia orgánica y como producto final de combustión del petróleo, hulla, gasolina, etc.
En el ciclo del carbono participan los seres vivos y muchos fenómenos naturales como los incendios. Los seres vivos acuáticos toman el CO2 del agua. La solubilidad de este gas en el agua es muy superior a la que tiene en el aire.
Ciclo marino del CO2. El carbono se encuentra disuelto en el agua marina en forma de dióxido de carbono, bicarbonatos y carbonatos, en una proporción entre ellos que se mantiene en un determinado equilibrio. De la atmósfera se absorbe CO2 y los ríos aportan iones de calcio y bicarbonatos.
Al final de las reacciones, parte del carbono precipita en el fondo en forma de carbono orgánico fotosintético y en forma de carbono inorgánico contenido en la caliza, CaCO3, de las conchas de foraminíferos y cocolitóforos especialmente (aunque sólo por encima del nivel de disolución, o lisoclina).
La concentración atmosférica del CO2 ha sufrido un considerable aumento en el siglo XX, especialmente en sus últimas décadas. Antes de la revolución industrial (hacia 1750, cuando el escocés James Watt perfeccionó las máquinas de vapor) la concentración de CO2 en la Atmósfera era de unas 280 partes por millón (0,028%). Ahora, a principios del siglo XXI alcanza es de unas 375 ppmv (0,037%).
En el año 2001, regiones que fueron fuente de CO2 hacia la atmósfera (en azul) y regiones que fueron sumideros de CO2 (en rojo), según estimaciones de la NASA a partir de estudios satelitarios sobre la actividad vegetativa. Es interesante anotar que la cuenca del Amazonas ("pulmón del Planeta" según el tópico) consumió más oxígeno (por respiración y oxidación del carbono orgánico) del que produjo (por fotosíntesis).
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