碳循環

海中有世界上最大量循環中的碳，儲存的碳僅次於岩石圈。淺海有大量的溶解有機碳，同時也有有機分子迅速的在海洋和大氣中交換。深海中總無機碳的濃度比淺海要多15%，而且會在深海中停留相當長的時間[92]。溫鹽環流會在淺海和深海之間交換含碳物質。

含碳分子進入海中的方式是經由空氣中的二氧化碳溶入水中，轉換為碳酸、碳酸氫鹽及碳酸鹽：CO2 (aq) + H2O ⇌ H2CO3 ⇌ HCO3− + H+ ⇌ CO32− + 2 H+。此反應會產生氫離子（H+
），降低海洋的pH，提高其酸性。

含碳分子也可能以可溶有機碳的形式溶在河水中，進入海中，再經由進行光合作用的生物轉換為其他形式的有機碳。有機碳可能是在食物鏈中交換，或是沈降到更深、有更多含碳物質的海洋底層，沈積物可能包括死去動物的軟組織，以及殼或是骨骼中的碳酸鈣，最後可能在底層長時間的流動，然後形成沈積物，或者是藉由溫鹽環流循環再回到海洋的淺層