Biologické a zeměpisné studium vlastností chemických vlastností uhlíku je vůči plynů v atmosféře. Modely, které studují tuto často obsahují oxidu uhličitého v atmosféře, uhličitanů v oceánu, organického uhlíku a rozpuštěného anorganického uhlíku v snaze určit časové charakteristiky cyklu uhlíku na planetě.