植物は光合成で、空気中の二酸化炭素から有機物をつくります。有機物は、食べる・食べられるの関係によって、草食動物から肉食動物へと移っていきます。
植物も動物も、呼吸で有機物を分解して、二酸化炭素を空気中へ出します。落ち葉や死がい、ふんにふくまれる有機物は、分解者が呼吸に使い、二酸化炭素にもどします。
このように炭素は、二酸化炭素と有機物とに形を変えながら、空気と生物の間をめぐっています。
木片をふたをした集気びんの中で燃やし、火が消えてから石灰水を入れてよくふると、石灰水が白くにごります。燃やしたことで二酸化炭素ができたことが分かります。
木や砂糖、ろうそくのように、炭素をふくみ、燃やすと二酸化炭素ができる物質を有機物といいます。生物の体は、おもに有機物でできています。
ウサギが食べた草の炭素は、すべてがウサギの体になるわけではありません。多くは、生きるためのエネルギーをとり出す呼吸に使われ、二酸化炭素として息といっしょに出ていきます。
消化されなかったものは、ふんとして出されます。体の一部になって、次の肉食動物に食べられる炭素は、食べた量のごく一部です。
石炭は大昔の植物の体が、石油は大昔のプランクトンなどの体が、地中にうもれて長い年月をかけてできたものです。これらを化石燃料といいます。
化石燃料には、大昔の生物がとりこんだ炭素がふくまれています。発電所や自動車などで化石燃料を燃やすと、その炭素は二酸化炭素になって、空気中へ出ていきます。
ハワイのマウナロア山では、1958 年から大気中の二酸化炭素の濃さを測っています。1960 年に約 317 ppm だった濃さは、2020 年には約 414 ppm になりました。
グラフの線は、1 年の中でも上がったり下がったりしています。北半球で植物がよく育つ夏には、光合成で多くの二酸化炭素がとりこまれるので、濃さが下がります。
それでも、年ごとの平均は上がり続けています。化石燃料を燃やして出す二酸化炭素が、生物や海がとりこむ量を上回っているためです。