Carbon Dioxide

Koolstofdioxide (CO2) is het belangrijkste broeikasgas. Natuurlijke bronnen van CO2 in de atmosfeer zijn onder meer de uitgassing van vulkanen, de verbranding en het natuurlijke verval van organisch materiaal en de ademhaling door aërobe (zuurstofverbruikende) organismen. Deze bronnen worden gemiddeld in evenwicht gehouden door een reeks fysische, chemische of biologische processen, "putten" genoemd, die de neiging hebben om CO2 uit de atmosfeer te verwijderen. Belangrijke natuurlijke putten zijn onder meer terrestrische vegetatie, die tijdens de fotosynthese CO2 opneemt. Een aantal oceanische processen fungeren ook als koolstofputten. Een zo'n proces, de "oplosbaarheidspomp", omvat de afdaling van zeewater aan de oppervlakte dat opgelost CO2 bevat. Een ander proces, de 'biologische pomp', omvat de opname van opgeloste CO2 door mariene vegetatie en fytoplankton (kleine, vrij zwevende, fotosynthetische organismen) die in de bovenste oceaan leven of door andere mariene organismen die CO2 gebruiken om skeletten en andere structuren te bouwen van calciumcarbonaat (CaCO3).  Terwijl deze organismen vervallen en naar de oceaanbodem vallen, wordt hun koolstof naar beneden getransporteerd en uiteindelijk op diepte begraven. Een langdurig evenwicht tussen deze natuurlijke bronnen en putten leidt tot de achtergrond, of natuurlijk, niveau van CO2 in de atmosfeer.

Menselijke activiteiten daarentegen verhogen het CO₂-gehalte in de atmosfeer, voornamelijk door de verbranding van fossiele brandstoffen (voornamelijk olie en steenkool, en in de tweede plaats aardgas, voor gebruik in transport, verwarming en elektriciteitsproductie) en door de productie van cement. Andere antropogene bronnen zijn onder meer het verbranden van bossen en het kappen van land. Antropogene emissies zijn momenteel verantwoordelijk voor de jaarlijkse uitstoot van ongeveer 7 gigaton (7 miljard ton) koolstof in de atmosfeer.  Antropogene emissies zijn gelijk aan ongeveer 3 procent van de totale CO2-emissies door natuurlijke bronnen, en deze versterkte koolstofbelasting door menselijke activiteiten is veel groter dan de compensatiecapaciteit van natuurlijke putten (misschien wel 2 à 3 gigaton per jaar).