Le carbone circule constamment entre l'atmosphère, les océans, la terre et les êtres vivants. Ce mouvement constitue le cycle du carbone. Les plantes absorbent le dioxyde de carbone de l'air par la photosynthèse et le stockent dans leurs sucres et leurs tissus. Les animaux se nourrissent de ces plantes et libèrent du carbone par la respiration. À la mort des organismes, les décomposeurs les décomposent, restituant ainsi le carbone au sol et à l'air. Les océans absorbent de grandes quantités de dioxyde de carbone, et les organismes marins construisent leurs coquilles et leurs squelettes à partir de celui-ci. Sur des millions d'années, une partie du carbone est enfouie et comprimée pour former du charbon, du pétrole et du gaz.

L'activité humaine a perturbé ce cycle. La combustion des énergies fossiles libère du carbone stocké sous terre depuis des centaines de millions d'années. La déforestation détruit les arbres qui, autrement, absorberaient le dioxyde de carbone. Il en résulte une augmentation nette du carbone atmosphérique, qui retient la chaleur et alimente le changement climatique. L'océan absorbe environ un quart des émissions humaines, ce qui acidifie l'eau de mer et nuit aux coraux et aux crustacés.

Principaux réservoirs de carbone

• Atmosphère : dioxyde de carbone et méthane.
• Océans : carbone dissous et vie marine.
• Terres : sols, forêts et tourbe.
• Combustibles fossiles : charbon, pétrole et gaz.

Le cycle du carbone n'est pas un cycle fermé. Il s'agit d'un ensemble de flux susceptibles de se déséquilibrer. Pendant la majeure partie de l'histoire humaine, cet équilibre s'est maintenu. Depuis la révolution industrielle, il est rompu.