Sera Gazları
Dünyanın kabuğu denince akla hemen, dünyanın iç kısmında sıvı durumundaki mantonun üzerinde bulunan ve kalınlığı yer yer 6 km ile 70 km arasında değişen katı bölüm, litosfer, gelir. Ne var ki bilim adamlarının Dünya'nın kabuğundan anladıkları daha farklıdır. Onlara göre kabuk, o katı bölüm, litosfer, ile birlikte hidrosferi (okyanuslar, denizler, göl ve ırmaklar), atmosferi ve buralarda yaşayan canlıları (biyosfer) da kapsar. Kabuğu oluşturan bu katı, sıvı ve gaz bölümler ve biyosfer birbirleriyle sürekli ve yoğun bir etkileşim içindedir. Bunlardan herhangi birindeki bir değişiklik ötekilerde de değişimlere yol açar. Karbon çevrimi, bu karşılıklı ilişkiyi ortaya koyan güzel ve somut bir örnektir.

Yaşam, havadaki karbon dioksitin, canlı organizmalardaki karbon temelli organik bileşiklere dönüşmesi üzerine kuruludur. Dünyadaki karbonun büyük bölümü kayalardadır. Ancak bun­lardaki karbonun çevrime katılması çok uzun sürer. Öte yandan atmosferle hidrosfer arasında çok daha hızlı bir karbon alışverişi vardır. Atmosferdeki karbon dioksit suda çözünerek karbonik asit oluşturur; son­ra sırasıyla bikarbonat ve karbo­nat iyonlarına dönüşür. Suyun içinde yaşayan bitkiler fotosentez için suda çözünmüş olarak bulunan karbonatlardan ve karbon dioksitten yararlanırlar. Okyanuslar her yıl atmosferden yaklaşık 104 milyar ton karbon dioksit çeker ve 100 milyar ton kadar da karbon dioksit salar. Okyanusların karbon çevrimindeki etkisi bilinmekle birlikte bu çevrimde yer alırken hangi iç süreçlerin işlediği hala açıklığa kavuşmuş değil.
Karadaki bitkiler de fotosentez sırasında atmosferdeki karbon dioksiti alır ve karbon temelli bileşiklere çevirirler. Bunların bir bölümü metabolizmalarında kullanılır; geri kalan bölümü de depolanır. Bitkilerin depoladığı karbon, bitki yiyen hayvanlara geçer. Kara bitkileri fotosentez yoluyla her yıl yaklaşık 100 milyar ton karbon dioksiti atmosferden çeker. Bitkiler, hayvanlar ve toprak her yıl soluma yoluyla 100 milyar ton karbon dioksit salar.

Karbon, ağaç dokularında da depolanır. Kayalardan sonra karalardaki en büyük karbon deposu ormanlardır. Yaşayan ormanlar yeryüzündeki; geçmiş dönemlerde yaşamış ormanlar da yer altmdaki (kömür, petrol ve doğalgaz biçiminde) karbon depolarıdır. Dünyadaki doğal süreçlerin on milyonlarca yıldır depoladığı bu karbon stokları, yirminci yüzyıl boyunca insanlar tarafından çok hızlı bir biçimde atmosfere (karbon dioksit olarak) geri verilmiştir; hala da veriliyor. Öte yandan atmosferdeki karbon dioksit oranım düşürecek ormanlar da hızla yok ediliyor. Fosil yakıtların tüketimi ve ormansızlaştirma yüzünden her yıl atmosfere yaklaşık 7 milyar ton karbon dioksit salınıyor.
Şu anda atmosferde 750 milyar ton dolayında karbon dioksit bulunuyor. Bitkilerin, hayvanların ve toprağın soluması, fosil yakıtların kullanılması, ormansızlaştirma ve okyanus-atmosfer etkileşimi yüzünden her yıl yaklaşık 207 milyar ton karbon dioksit atmosfere salınıyor. Bu miktar her yıl artıyor. Öte yandan, kara bitkilerinin fotosentezi ve yine okyanus-atmosfer etkileşimi nedeniyle de yaklaşık 204 milyar ton karbon dioksit her yıl atmosferden çekiliyor. Bu durumda yılda 3 milyar ton dolayında karbon dioksit atmosfere ekleniyor. Bu da aslında insanların fosil yakıt kullanımı sonucunda atmosfere salınan karbon dioksit miktarına eşit. Ne var ki dünyadaki fosil yakıt rezervleri, atmosferdeki karbon dioksit düzeyini 5-10 katına çıkaracak denli fazla. Bilim adamlarının tahminlerine göre insanlar, yer altmdaki bu karbon stoklarını yavaş yavaş atmosfere aktaracak. 2050 yılında atmosferdeki karbon dioksit oranının 1850'deki düzeyin iki katına, 2100'de de üç katına çıkması bekleniyor.

Su buharı ve karbon dioksitle birlikte, dünyanın ısınmasına yol açan bir başka gaz da metan. Havadan hafif olan metan, renksiz ve kokusuz bir gaz ve atmosferde, karbon dioksit miktarının iki yüzde birinden daha az bulunuyor. Ama metan moleküllerinin ısı tutma yeteneği, karbon dioksit molekül­lerinin 20 katıdır. Atmosferde kalış süresi de 10 yıl kadardır. Bilim adamları yaşadığımız küresel ısınmanın % 10-15'lik bölümünden atmosferdeki metanın sorumlu olduğunu düşünüyorlar. Atmosferdeki metan miktarı tıpkı karbon dioksit miktarı gibi biyolojik süreçlerden etkileniyor. Ülen bitki ve hayvanların anaerobik çözünmesi sırasında topraktaki bakterilerce ortaya çıkartılıyor. Bu nedenle de nemli topraklarda, pirinç tarlalarında, bataklık bölgelerde ve çöplüklerde bolca bulunur. Ayrıca doğal gazın % 50-90'ı metandır. Petrol, doğal gaz ve maden çıkarma çalışmaları sırasında da atmosfere metan karışır. Günümüzde atmosferdeki metan oranı 18. yüzyıldakinin 2,5 katıdır. Yapılan araştırmalar metan miktarının her yıl % l oranında arttığını gösteriyor. Küresel ısınma organik madde çözünümünü hızlandırdığı için bilim adamları metan miktarındaki bu artışın daha da hızlanacağını tahmin ediyorlar.