Các đại dương của Trái Đất chứa một lượng khổng lồ cacbon đioxit trong dạng các ion bicacbonat và cacbonat—nhiều hơn rất nhiều so với lượng CO2 trong khí quyển. Bicacbonat được tạo ra trong các phản ứng của đá, nước và cacbon đioxit. Dưới đây là ví dụ về sự hòa tan canxi cacbonat:

CaCO3 + CO2 + H2O ⇌ Ca2+ + 2 HCO3−

Các phản ứng tương tự như thế có xu hướng tạo ra các thay đổi đệm của CO2 khí quyển. Các phản ứng giữa cacbon đioxit và các loại đá không cacbonat cũng bổ sung thêm bicacbonat vào biển cả, chúng sau đó phản ứng theo chiều ngược lại của phản ứng trên để tạo ra các loại đá cacbonat và giải phóng một nửa các bicacbonat thành CO2. Hàng trăm triệu năm qua chúng đã tạo ra một lượng lớn đá cacbonat. Nếu tất cả các loại đá cacbonat trong lớp vỏ Trái Đất được chuyển hóa ngược lại thành cacbon đioxit thì lượng khí này sẽ nặng gấp 40 lần toàn bộ khí quyển.

Phần chủ yếu của CO2 được bổ sung vào khí quyển cuối cùng sẽ bị các đại dương hấp thụ trong dạng các ion bicacbonat, nhưng quá trình này phải mất hàng trăm năm do phần lớn nước biển lại không ở gần bề mặt.