Der Sauerstoffkreislauf ist ein biogeochemischer Übergang von Sauerstoffatomen zwischen verschiedenen Oxidationsstufen in Ionen, Molekülen und Oxiden durch Redoxreaktionen in und zwischen den Reservoirs der Erde. Das Wort Sauerstoff wird verwendet, um sich auf das gebräuchlichste Sauerstoffallotrop, den zweiatomigen Sauerstoff (O 2 ), zu beziehen. Dies liegt daran, dass es ein gemeinsames Produkt oder Reaktant vieler biogeochemischer Redoxreaktionen im Kreislauf ist. Prozesse, die sich im Sauerstoffkreislauf befinden, werden als geologische oder biologische betrachtet und entweder als Quelle (O 2 -Produktion) oder als Senke (O 2 -Verbrauch) bewertet.
BEHÄLTER
Sauerstoff gehört zu den am häufigsten vorkommenden Elementen auf der Erde und stellt einen großen Teil jedes größeren Reservoirs dar. Das mit Abstand größte Sauerstoffreservoir der Erde befindet sich in den Silikat- und Oxidmineralien des Mantels und der Kruste. Atmosphäre, Biosphäre und Hydrosphäre der Erde halten zusammen weniger als 0,05 % der gesamten Sauerstoffmasse der Erde. Außer O 2 sind andere Sauerstoffatome in verschiedenen Formen über die Oberflächenreservoirs in den Molekülen der Biomasse verteilt, darunter: H 2 O, CO 2 , CO, H 2 O 2 , NO, NO 2 , H 2 SO 4 , MgO, CaO, PO 4 und SiO 2 .
ATMOSPHÄRE
Die Atmosphäre besteht zu 20,9 Vol.-% aus Sauerstoff. Andere Moleküle, die Sauerstoff in der Atmosphäre enthalten, sind Kohlendioxid, Wasserdampf, Schwefel- und Stickoxide sowie Ozon.
BIOSPHÄRE
Die Biosphäre besteht zu 22 Vol.-% aus Sauerstoff und ist hauptsächlich als Bestandteil von organischen Molekülen (C X H X N X O X ) und Wassermolekülen vorhanden.
HYDROSPHÄRE
Die Hydrosphäre besteht zu 33 Volumenprozent aus Sauerstoff. Es liegt meist als Bestandteil von Wassermolekülen mit gelösten Molekülen einschließlich freiem Sauerstoff und Kohlensäuren (H x CO 3 ) vor.
LITHOSPHÄRE
Die Lithosphäre besteht zu 46,6 Vol.-% aus Sauerstoff. Es liegt hauptsächlich in Form von Kieselerdemineralien (SiO 2 ) und anderen Oxidmineralien vor.
QUELLEN UND SENKEN
Während es viele abiotische Quellen und Senken für Sauerstoff gibt, wird das Vorhandensein der reichlichen Konzentration an freiem Sauerstoff in der modernen Atmosphäre der Erde und des Ozeans der Sauerstoffproduktion aus den biologischen Prozessen der sauerstoffhaltigen Photosynthese zusammen mit einer biologischen Senke, die als biologische Pumpe bezeichnet wird, zugeschrieben sowie der geologische Prozess der Kohlenstoffbestattung, der Plattentektonik beinhaltet.
BIOLOGISCHE PRODUKTION
Die Hauptquelle für atmosphärischen freien Sauerstoff ist die Photosynthese. Es produziert aus Kohlendioxid und Wasser freien Sauerstoff und Zucker.
6 CO 2 + 6H 2 O + Energie → C 6 H 12 O 6 + 6O 2
Zu den photosynthetisierenden Organismen gehören die Pflanzenwelt an Land und das Phytoplankton der Ozeane.
ABIOTISCHE PRODUKTION
Eine zusätzliche Quelle für atmosphärischen freien Sauerstoff ist die Photolyse. Hochenergetische UV-Strahlung spaltet atmosphärisches Wasser sowie Distickstoffoxid in Atome auf.
2 H 2 O + Energie → 4 H + O 2
2 N 2 O + Energie → 4 N + O 2
BIOLOGISCHER KONSUM
Der Hauptweg, auf dem Sauerstoff aus der Atmosphäre verloren geht, sind Zerfalls- und Atmungsmechanismen, bei denen tierisches Leben sowie Bakterien Sauerstoff verbrauchen und Kohlendioxid freisetzen.
ABIOTISCHER KONSUM
Die Lithosphäre verbraucht auch atmosphärischen freien Sauerstoff durch chemische Verwitterung sowie Oberflächenreaktionen.
