دورة الأكسجين عبارة عن انتقال كيميائي جيوكيميائي لذرات الأكسجين بين حالات الأكسدة المختلفة في الأيونات والجزيئات والأكاسيد من خلال تفاعلات الأكسدة والاختزال في خزانات الأرض وفيما بينها. تستخدم كلمة أكسجين للإشارة إلى تآصل الأكسجين الأكثر شيوعًا ، الأكسجين ثنائي الذرة (O 2 ). هذا لأنه منتج شائع أو متفاعل للعديد من تفاعلات الأكسدة والاختزال الكيميائية الحيوية في الدورة. تعتبر العمليات التي تدخل في دورة الأكسجين جيولوجية أو بيولوجية ويتم تقييمها إما كمصدر (إنتاج O 2 ) أو بالوعة (استهلاك O 2 ).
الخزانات
يعتبر الأكسجين من أكثر العناصر وفرة على وجه الأرض ويمثل جزءًا كبيرًا من كل خزان رئيسي. يوجد أكبر خزان للأكسجين في الأرض إلى حد بعيد في معادن السيليكات وأكسيد الوشاح والقشرة. يحتوي الغلاف الجوي والغلاف الحيوي والغلاف المائي للأرض معًا على أقل من 0.05 ٪ من إجمالي كتلة الأكسجين للأرض. بصرف النظر عن O 2 ، توجد ذرات أكسجين أخرى بأشكال مختلفة منتشرة في جميع أنحاء الخزانات السطحية في جزيئات الكتلة الحيوية ، وهي تشمل: H 2 O ، CO 2 ، CO ، H 2 O 2 ، NO ، NO 2 ، H 2 SO 4 ، MgO ، CaO ، PO 4 و SiO 2 .
أَجواء
يتكون الغلاف الجوي من 20.9٪ أكسجين من حيث الحجم. تشمل الجزيئات الأخرى التي تحتوي على الأكسجين في الغلاف الجوي ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء وأكاسيد الكبريت والنيتروجين والأوزون.
المحيط الحيوي
يتكون المحيط الحيوي من 22٪ أكسجين بالحجم وهو موجود في الغالب كمكون من جزيئات عضوية (C X H X N X O X ) وجزيئات الماء.
المحيط المائي
يتكون الغلاف المائي من 33٪ أكسجين بالحجم. يوجد في الغالب كمكون لجزيئات الماء ذات الجزيئات الذائبة بما في ذلك الأكسجين الحر والأحماض الكربونية (H X CO 3 ).
ليثوسفير
يتكون الغلاف الصخري من 46.6٪ أكسجين من حيث الحجم. يوجد في الغالب على شكل معادن السيليكا (SiO 2 ) وأكسيد المعادن الأخرى.
المصادر والأحواض
على الرغم من وجود العديد من المصادر والمغاسل اللاأحيائية للأكسجين ، فإن وجود تركيز الأكسجين الحر الغزير في الغلاف الجوي الحديث للأرض والمحيط يُعزى إلى إنتاج الأكسجين من العمليات البيولوجية لعملية التمثيل الضوئي للأكسجين جنبًا إلى جنب مع حوض بيولوجي يسمى المضخة البيولوجية. وكذلك العملية الجيولوجية لدفن الكربون التي تتضمن الصفائح التكتونية.
الإنتاج البيولوجي
المصدر الرئيسي للأكسجين الحر في الغلاف الجوي هو التمثيل الضوئي. ينتج الأكسجين والسكريات المجانية من ثاني أكسيد الكربون والماء.
6 CO 2 + 6H 2 O + طاقة → C 6 H 12 O 6 + 6O 2
تشمل كائنات التمثيل الضوئي الحياة النباتية على الأرض والعوالق النباتية للمحيطات.
الإنتاج اللاأحيائي
مصدر إضافي للأكسجين الحر في الغلاف الجوي يأتي من التحلل الضوئي. يعمل الإشعاع فوق البنفسجي عالي الطاقة على تفتيت مياه الغلاف الجوي وكذلك أكسيد النيتروز إلى ذرات المكونات.
2 H 2 O + طاقة → 4H + O 2
2 N 2 O + طاقة → 4N + O 2
الاستهلاك البيولوجي
الطريقة الرئيسية التي يتم من خلالها فقدان الأكسجين من الغلاف الجوي هي من خلال آليات التحلل والتنفس حيث تستهلك حياة الحيوانات ، وكذلك البكتيريا ، الأكسجين لإطلاق ثاني أكسيد الكربون.
الاستهلاك اللاأحيائي
يستهلك الغلاف الصخري أيضًا الأكسجين الحر في الغلاف الجوي عن طريق التجوية الكيميائية وكذلك التفاعلات السطحية.
