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Le carbone est un élément à la base de toutes les formes de vie sur Terre. Il se déplace dans l'atmosphère, la lithosphère, la biosphère et l'hydrosphère. Le cycle du carbone régule la température globale de la Terre et contrôle la quantité de dioxyde de carbone dans l’atmosphère. Lorsque le carbone se recycle, il est réutilisé par de nombreux organismes. Les écosystèmes aquatiques sont ceux qui contiennent des plantes et des animaux dépendants de l'eau.
Marin
Les écosystèmes marins sont les plus grands écosystèmes de la planète. Les océans couvrent 71% de la surface de la Terre et produisent 97% de l’eau mondiale. Les sels, principalement du chlorure de sodium, représentent 85% des matières dissoutes dans les océans et constituent l'élément clé qui sépare les écosystèmes marins des autres écosystèmes. Les sous-divisions les plus importantes des écosystèmes marins sont les écosystèmes océaniques, les eaux profondes, les estuaires, les récifs coralliens, les écosystèmes intertidaux et côtiers. Les organismes vivants comprennent les bactéries, les algues, les coraux, les bivalves, les poissons et les mammifères.
Eau fraiche
Les écosystèmes d'eau douce contiennent de l'eau potable mais peu ou pas de sel. Les principales subdivisions sont les lacs et les étangs, les rivières et les ruisseaux, les réservoirs, les zones humides et les eaux souterraines. Les organismes vivants comprennent les algues, les poissons, les amphibiens et les plantes.
Source de carbone
Le dioxyde de carbone issu des éruptions volcaniques sous-marines est la principale source de carbone de la Terre. Les volcans sous-marins représentent plus de 80% du volcanisme terrestre. Celles-ci se rencontrent au niveau des dorsales médio-océaniques qui longe le centre des océans Atlantique, Indien et Pacifique, ainsi que du volcanisme autour des zones de subduction telles que tout le bord de l'océan Pacifique. Une partie de ce dioxyde de carbone se dissout dans l'océan. Une autre partie s'échappe dans l'atmosphère par l'évaporation de l'océan. Une autre partie est absorbée par la biomasse marine telle que le plancton, les algues et les bactéries.
Photosynthèse
Les plantes et les algues d’eau douce et le phytoplancton (organismes marins et algues) utilisent l’énergie du soleil pour la photosynthèse. Ils convertissent le dioxyde de carbone et l'eau qu'ils ont absorbés en sucres et en oxygène. Ils stockent les sucres sous forme d'énergie et rejettent l'oxygène dans l'eau. L'activité du phytoplancton est limitée aux 150 premiers pieds d'eau des lacs et des mers. De nombreuses zones océaniques ne reçoivent pas assez de soleil ou sont trop froides.
Poisson
Les algues d'eau douce et le phytoplancton marin sont un aliment pour les poissons. Les poissons inhalent l'oxygène dissous de l'eau avec leurs branchies et exhalent du dioxyde de carbone dans l'eau. Ils stockent les glucides qu'ils ont consommés sous forme d'énergie et excrètent du carbonate et du bicarbonate de calcium inorganiques. Ces composés sont transportés par les courants dans l'océan profond où ils se précipitent.
Décomposition
Les organismes morts se décomposent sur le fond d'une rivière, d'un lac ou d'un océan et émettent du dioxyde de carbone. Le gaz est recyclé dans l'eau douce et l'eau de mer où d'autres organismes l'absorbent ou le gaz s'évapore dans l'atmosphère.
Précipitation
Les précipitations dissolvent le dioxyde de carbone dans l'atmosphère et le restituent sous forme d'acide doux au sol et aux systèmes aquatiques. Sur le sol, les pluies sont exposées aux roches carbonatées exposées telles que le calcaire. Le calcaire est constitué des restes de carbonates inorganiques précipités sous forme d'excréments de poisson et de squelettes de poissons morts, de coraux ou d'autres espèces marines. Les forces tectoniques de la Terre combinées au changement climatique au fil du temps géologique ont exposé les carbonates à la surface de la Terre.
Run-off
L'eau de pluie s'accumule dans le sol sous forme de nappe phréatique et s'écoule par les rivières et les lacs dans les mers. Sa teneur en dioxyde de carbone est absorbée par les organismes d’eau douce et marins pour la photosynthèse et le cycle du carbone aquatique reprend.