<ص> تتمثل العمليات الثلاث الرئيسية، أو "المضخات"، لدورة الكربون في المحيط في امتصاص ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي إلى المحيط ثم تبادله وتوزيعه داخل المحيط. المضخات الثلاثة هي: مضخة الذوبان، مضخة الكربونات والمضخة البيولوجية. وتقدر كمية الكربون النشط قصير الأمد على سطح الأرض بنحو 4 تريليون طن متري من الكربون، ويتم تخزين 95% منها (حوالي 38 ألف جيجا طن من الكربون) في المحيطات، في المقام الأول في شكل كربون غير عضوي مذاب.دورة الكربون في المحيط هي العملية الأساسية لدورة الكربون العالمية، والتي تشمل شكلين من الكربون غير العضوي والكربون العضوي، ويتدفق الكربون من خلال التحويل بين المادة الحية وغير الحية.
<ص> تعمل دورة الكربون في المحيط بطريقة دقيقة للغاية. فهي لا تنظم حموضة وقلوية الماء فحسب، بل تؤثر أيضًا على تركيز ثاني أكسيد الكربون ووجوده في الغلاف الجوي. مع تزايد الأنشطة البشرية، شهد امتصاص المحيط للكربون تغيرات كبيرة. وبحسب تقارير وكالة ناسا والمنظمة العالمية للأرصاد الجوية واللجنة الدولية للتغيرات المناخية ومنظمات أخرى، فإن المحيط كان قبل الثورة الصناعية مصدرا رئيسيا لثاني أكسيد الكربون، لكنه أصبح الآن مصدرا رئيسيا للكربون.تساهم نباتات المحيطات والطحالب (المنتجون الأساسيون) بأكبر تدفقات الكربون السنوية. ورغم أن الحياة البحرية تخزن كمية قليلة نسبيا من الكربون (حوالي 3 جيجا طن من الكربون) مقارنة بالنباتات الأرضية، فإن هذه الكائنات تتبادل نفس الكمية تقريبا من الكربون ــ حوالي 50 جيجا طن من الكربون لكل منها.
في العقود الأخيرة، أصبح المحيط بمثابة حوض لثاني أكسيد الكربون الناتج عن أنشطة الإنسان، حيث يمتص حوالي ربع ثاني أكسيد الكربون الذي ينتجه البشر من خلال حرق الوقود الأحفوري وتغييرات استخدام الأراضي.<ص> ومع ذلك، وعلى الرغم من أن امتصاص المحيط لثاني أكسيد الكربون قد أدى إلى إبطاء نمو ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى حد ما، فإنه أدى أيضاً إلى تحمض المحيطات. أصبحت تأثيرات تغير المناخ واضحة بشكل متزايد، مع ارتفاع درجات الحرارة في المحيطات والغلاف الجوي. قد يكون التباطؤ في ظاهرة الاحتباس الحراري العالمي من عام 2000 إلى عام 2010 مرتبطا بزيادة حرارة المحيط العلوي.
<ص> في هذه الدورة، يمكن تقسيم الكربون الموجود في المحيط إلى كربون عضوي وكربون غير عضوي. يتواجد الكربون غير العضوي بشكل رئيسي في صورة ثاني أكسيد الكربون ومشتقاته، في حين ينشأ الكربون العضوي من عمليات إنتاج الكائنات البحرية. تقوم المضخة البيولوجية للمحيط بتحويل الكربون غير العضوي إلى كربون عضوي من خلال الإنتاج البيولوجي، والذي يمكن بعد ذلك استهلاكه أو غرقه في قاع البحر. إن تعقيد هذه العملية وتنوع أشكال الحياة كلها عوامل تحدد تدفق الكربون. <ص> ولكن الأنشطة البشرية اليوم تدخلت بشكل كبير في هذا التوازن الطبيعي. وسواء كان ذلك من خلال الصيد الجائر أو التلوث البلاستيكي، فإنها تشكل تحديًا لدورة الكربون في المحيط. وبشكل عام، أدى تكثيف التأثيرات البشرية إلى إضعاف محتمل لقدرة المحيط على امتصاص الكربون، وقد لا يكون المحيط في المستقبل قادراً على امتصاص ثاني أكسيد الكربون بنفس الفعالية كما كان في الماضي.إن تشغيل دورة الكربون في المحيط لا يرتبط بالكربون فحسب، بل يرتبط ارتباطًا وثيقًا بدورات النيتروجين والفوسفور، حيث تبلغ النسبة التقريبية لـ C:N:P 106:16:1، مما يجعل الكربون وامتصاص النيتروجين والفوسفور من قبل المجتمع البيولوجي أصبح منتظمًا تمامًا.
مع التغيرات التي تطرأ على دورة الكربون في المحيط، والتي تهدد صحة العديد من النظم البيئية، هل يدرك البشر التأثيرات العميقة لأفعالهم على هذا النظام؟