Les flux de matière entre les réservoirs sont à l’origine d’un cycle de la matière. Pour le carbone, deux cycles sont distingués :
Un cycle rapide caractérisé par des échanges entre de petits réservoirs (biosphère, atmosphère et hydrosphère) avec des flux de plusieurs dizaines de gigatonnes par an (Gt/an), ce qui entraîne le renouvellement rapide du carbone dans ces réservoirs.
Un cycle lent caractérisé par des réservoirs volumineux au sein de la géosphère (roches carbonatées, roches carbonées et manteau) et des flux inférieurs à une gigatonne. Un atome de carbone pris dans un de ces réservoirs y reste en moyenne pendant des millions voire des milliards d’années.
L’impact des activités anthropiques
Les activités humaines comme l’utilisation de roches carbonées ou la déforestation modifient le cycle du carbone en introduisant du carbone du cycle lent dans le cycle rapide, ce qui fait augmenter la taille des réservoirs du cycle rapide. Le carbone atmosphérique formant des molécules étant des gaz à effet de serre, il en résulte un dérèglement climatique. La hausse dans l’atmosphère est modérée du fait de l’action de pompes océaniques et biologiques qui absorbent une partie de ce carbone injectée dans l’atmosphère.
