O dióxido de carbono (CO₂) é um gás traço encontrado na atmosfera da Terra. Embora não seja nem de longe tão abundante quanto nitrogênio ou oxigênio, desempenha um papel importante no ciclo de vida do nosso planeta. Os oceanos contêm uma concentração maior de CO₂, com aproximadamente 93% do suprimento da Terra armazenado em suas profundezas. Este composto importante viaja rotineiramente entre a atmosfera, os oceanos e a biosfera terrestre, que compreende material orgânico vivo e morto.
A luz visível de onda curta do sol passa facilmente através de meios transparentes, mas a radiação de onda longa, como a luz infravermelha, não pode. O CO₂ na atmosfera da Terra atua como tal meio e, portanto, impede que a radiação infravermelha geradora de calor escape para o espaço sideral. Este processo faz com que a superfície da Terra permaneça relativamente quente, sustentando a vida terrestre. Um processo semelhante ocorre no interior de um veículo estacionado ao sol em um dia claro e frio.
O dióxido de carbono é produzido por erupções vulcânicas, respiração animal, matéria vegetal e animal em decomposição e queima de materiais orgânicos como madeira, carvão ou petróleo. Plantas verdes e algas combatem desequilíbrios perigosos que resultariam do acúmulo de CO₂; isso, através da fotossíntese, é o processo pelo qual organismos produtores de clorofila convertem dióxido de carbono de volta em oxigênio. Segundo a Water Encyclopedia, os níveis atmosféricos de dióxido de carbono permaneceram em cerca de 280 partes por milhão (ppm) por pelo menos 1.000 anos antes da Revolução Industrial. Nos últimos 150 anos, no entanto, os níveis subiram 30%.
Nossos oceanos retêm e armazenam cerca de 50 vezes mais dióxido de carbono do que a atmosfera da Terra. Este composto químico move-se facilmente entre o ar e esses corpos aquáticos por um processo chamado difusão molecular. Quando o dióxido de carbono se mistura com a água do mar, compostos não gasosos como ácido carbônico — ou íons bicarbonato e carbonato — se formam. Estes permitem mais difusão de CO₂ da atmosfera, permitindo que os oceanos armazenem vastas quantidades deste gás de efeito estufa.
Segundo um artigo de julho de 2004 publicado pela "National Geographic", cerca de metade de todo o dióxido de carbono produzido por seres humanos desde a Revolução Industrial está agora dissolvido nos oceanos do mundo. Embora pesquisadores acreditem que este "efeito sumidouro" funcione para retardar o aquecimento global, outros como Christopher Sabine, geofísico da Administração Nacional Oceânica e Atmosférica, acreditam que estas vastas quantidades de CO₂ estão alterando a química dos oceanos e, portanto, causando danos a vários tipos de vida marinha, como plâncton e coral, que servem como base da cadeia alimentar oceânica.
Há evidências científicas crescentes de que o aumento dos níveis de dióxido de carbono, devido à queima de combustíveis fósseis, está tendo efeito prejudicial. Especialistas do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) estimam que uma redução global nas emissões de dióxido de carbono de 60% é necessária para estabilizar as concentrações nos níveis atuais. Eles também apontam que, devido à resposta lenta do clima global, a humanidade já garantiu a si mesma uma certa quantidade de mudança climática nos próximos 50 anos.