碳是地球上所有生命的基本组成部分。它也是构成化石燃料化学成分的主要原子。它也可以以二氧化碳（CO2）的形式存在，这种气体在全球气候变化中起着核心作用。
什么是二氧化碳？
二氧化碳是一种由三部分组成的分子，中心的碳原子和两个氧原子相连。它是一种气体，只占大气的0.04%，但它是碳循环的重要组成部分。碳分子是真正的变形者，通常是固体形式，但经常从二氧化碳气体转变为液体（如碳酸或碳酸盐），然后再变回气体。海洋含有大量的碳，固体陆地也含有碳：岩层、土壤和所有生物都含有碳。碳在这些不同形式之间通过一系列被称为碳循环的过程来回移动——或者更准确地说，在全球气候变化现象中起着多重关键作用的一系列循环。
二氧化碳是生物和地质循环的一部分
在一个叫做细胞呼吸的过程中，植物和动物燃烧糖来获得能量。糖分子含有大量的碳原子，这些碳原子在呼吸过程中以二氧化碳的形式释放出来。动物在呼吸时呼出多余的二氧化碳，植物则主要在夜间释放。当暴露在阳光下时，植物和藻类从空气中吸收二氧化碳，并将其碳原子剥离出来用于构建糖分子——剩下的氧气以O2的形式释放到空气中。
二氧化碳也是一个更慢的过程的一部分：地质碳循环。它有很多组成部分，其中一个重要的部分是碳原子从大气中的二氧化碳转移到溶解在海洋中的碳酸盐。一旦到达那里，碳原子就会被小型海洋生物（主要是浮游生物）吸收，并用它制作坚硬的外壳。浮游生物死后，碳壳沉到海底，与许多其他的壳结合在一起，最终形成石灰岩。数百万年后，这些石灰岩可能会浮出地表，风化后释放出碳原子。
过量二氧化碳的释放是问题所在
煤、石油和天然气都是化石燃料，由水生生物在高压和高温下积累而成。当我们提取这些化石燃料并燃烧它们时，曾经锁在浮游生物和藻类中的碳分子又以二氧化碳的形式释放回大气中。如果我们看一看任何合理的时间范围（比如几十万年），大气中二氧化碳的浓度一直相对稳定，自然释放的二氧化碳被植物和藻类吸收的二氧化碳所补偿。然而，由于我们一直在燃烧化石燃料，我们每年都在向空气中增加净碳量。
二氧化碳是温室气体
在大气中，二氧化碳和其他分子一起造成温室效应。来自太阳的能量被地球表面反射，在这个过程中，它被转换成更容易被温室气体拦截的波长，将热量困在大气中，而不是反射到太空中。二氧化碳对温室效应的贡献在10%到25%之间，这取决于所处的位置，仅次于水蒸气。
上升趋势
大气中二氧化碳的浓度随着时间的推移而变化，地球在地质时期经历了显著的起伏。如果我们看一下过去的一千年，我们会发现二氧化碳的急剧上升显然是从工业革命开始的。自1800年之前的估计以来，由于燃烧化石燃料和开垦土地，二氧化碳浓度上升了42%以上，达到目前的400ppm（百万分之400）。
我们究竟如何增加二氧化碳？
随着我们进入一个由人类活动剧烈所定义的时代——人类世，我们向大气中排放的二氧化碳已经超出了自然排放的范围。其中大部分来自煤、石油和天然气的燃烧。能源行业，尤其是碳发电厂，是世界上大部分温室气体排放的来源。根据美国环境保护署的数据，这一比例在美国达到37%。交通运输，包括化石燃料驱动的汽车、卡车、火车和船舶，排在第二位，占排放量的31%。另外10%来自燃烧化石燃料为家庭和企业供暖。炼油厂和其他工业活动释放了大量的二氧化碳，其中以水泥的生产为首，水泥的二氧化碳排放量惊人地大，占全球总产量的5%。
在世界许多地方，开垦土地是二氧化碳排放的一个重要来源。燃烧刀削林和暴露土壤会释放二氧化碳。在森林正在某种程度上恢复的国家，比如美国，土地利用产生了碳的净吸收，因为树木的生长调动了碳。
减少我们的碳足迹
减少二氧化碳的排放可以通过调整你的能源需求，对你的交通需求做出更环保的决定，以及重新评估你的食物选择来实现。
什么是碳封存？
除了减少排放，我们还可以采取一些措施来降低大气中的二氧化碳浓度。“碳封存”一词的意思是捕获二氧化碳，并将其以一种稳定的形式储存起来，使其不会导致气候变化。减缓全球变暖的措施包括植树造林、向老井或向多孔地质构造深处注入二氧化碳。
