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碳循环
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碳循环(英语:Carbon cycle)是生物地球化学循环中的一支,地球的碳透过此循环在生物圈、土壤圈、地质圈、水圈和大气层之间进行交换。其他主要的生物地球化学循环还包括氮循环和水循环。碳是生物化合物的主要成分,也是石灰石等许多矿物质的主要成分。碳循环由一连串事件组成,这些事件对于地球能维持生命存在有关键作用。碳循环描述碳在整个生物圈中回收和重复使用期间的变动,以及储存及由碳汇释放的漫长过程。
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为描述碳循环中的动态,可将之区分为快速循环和慢速循环两种。快速碳循环也称为生物碳循环,这类循环可在几年内完成,由大气转移到生物圈,然后再返回大气。慢速碳循环(即地质循环),也称为深层碳循环(英语:deep carbon cycle),需花费数百万年才能完成,其间碳穿过地壳,在岩石、土壤、海洋和大气之间移动。[2]
人类在过去几个世纪中透过改变土地利用,以及从地质圈中以工业化规模开采化石碳(煤炭、石油和天然气,及制造水泥),扰乱快速碳循环的节奏。[1][3]迄2020年,全球大气中的二氧化碳含量比第一次工业革命开始前的平均水平增加近52%,经由太阳辐射强迫作用,导致大气和地球表面温度升高。[4][5]大气中二氧化碳增加后也导致海洋pH值降低,而根本上将海洋化学改变。[6][7]在过去的半个世纪中更有大量的化石碳被开采以及使用,且速率持续快速上升,加剧人为造成的气候变化。[8][9]