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碳是地球上最重要的生命元素，以不同的物质形态在各个圈层循环，引起大气中CO2含量的变化，百万年级别的CO2变化属于构造尺度，其主要控制因素是大陆化学风化对于CO2的消耗速率；次级时间尺度为10万a及以下，大气CO2通过生物泵作用从碳源到碳汇循环往复，调节着地球上的气候环境演化。人类出现以后，特别是工业革命以来，人为排放的CO2破坏了原有的自然碳循环，同时也成为新的碳循环的重要制衡因素。