Datación por radiocarbono
La tasa más alta de producción de carbono-14 tiene lugar en altitudes de entre 9 y 15 km, y en altas latitudes geomagnéticas, pero el carbono-14 se distribuye uniformemente sobre la atmósfera y reacciona con el dioxígeno para formar dióxido de carbono (CO). Este dióxido de carbono también es absorbido por los océanos, disolviéndose en el agua. De forma aproximada se puede considerar que el flujo de rayos cósmicos es constante durante largos períodos y, por tanto, que el C se produce a un ritmo constante. De esta forma, la proporción de carbono radiactivo y no radiactivo permanece constante en la atmósfera. Esta proporción es de aproximadamente 1 parte por millardo (mil millones) (6·10 de átomos por mol). En 1958, Hessel de Vries demostró que la concentración de C en la atmósfera varía con el tiempo y de forma local. Así, para dataciones más precisas, estas variaciones deben ser consideradas mediante curvas de calibración.
Sistema climático
Los elementos químicos, vitales para la vida, circulan constantemente a través de los diferentes componentes del sistema climático. El ciclo del carbono es particularmente importante para el clima, ya que determina las concentraciones de dos importantes gases de efecto invernadero en la atmósfera: y metano. En la parte rápida del ciclo del carbono, las plantas absorben dióxido de carbono de la atmósfera mediante la fotosíntesis; esto es reemitido más tarde por la respiración de los seres vivos. Como parte del ciclo lento del carbono, los volcanes liberan al desgasificarse, liberando dióxido de carbono de la corteza y el manto de la Tierra. Como el en la atmósfera hace que la lluvia sea un poco ácida, esta lluvia puede disolver lentamente algunas rocas, un proceso conocido como meteorización. Los minerales que se liberan de esta manera, transportados al mar, son utilizados por seres vivos cuyos restos pueden formar rocas sedimentarias, devolviendo el carbono a la litosfera.