چرخه اکسیژن یک انتقال بیوژئوشیمیایی اتم‌های اکسیژن بین حالت‌های اکسیداسیون مختلف در یون‌ها، مولکول‌ها و اکسیدها از طریق واکنش‌های ردوکس در داخل و بین مخازن زمین است. کلمه اکسیژن برای اشاره به رایج ترین آلوتروپ اکسیژن، اکسیژن دو اتمی (O 2 ) استفاده می شود. این به این دلیل است که محصول یا واکنش دهنده رایج بسیاری از واکنش های ردوکس بیوژئوشیمیایی در چرخه است. فرآیندهایی که در چرخه اکسیژن قرار دارند، زمین شناسی یا بیولوژیکی در نظر گرفته می شوند و به عنوان منبع (تولید O 2 ) و یا سینک (مصرف O 2 ) ارزیابی می شوند.
مخازن
اکسیژن یکی از فراوان ترین عناصر روی زمین است و نشان دهنده بخش بزرگی از هر مخزن اصلی است. تا کنون بزرگترین مخزن اکسیژن زمین در مواد معدنی سیلیکات و اکسید گوشته و پوسته است. جو، بیوسفر و هیدروسفر زمین با هم کمتر از 0.05 درصد از کل جرم اکسیژن زمین را در خود جای می دهند. به غیر از O 2 ، سایر اتم های اکسیژن به اشکال مختلف در سراسر مخازن سطحی در مولکول های زیست توده پخش شده اند که عبارتند از: H 2 O , CO 2 , CO , H 2 O 2 , NO , NO 2 , H 2 SO . 4 ، MgO، CaO، PO 4 و SiO2 .
اتمسفر
جو از 20.9 درصد حجمی اکسیژن تشکیل شده است. مولکول های دیگری که حاوی اکسیژن در جو هستند عبارتند از دی اکسید کربن، بخار آب، اکسیدهای گوگرد و نیتروژن و ازن.
بیوسفر
بیوسفر از 22 درصد حجمی اکسیژن تشکیل شده است و بیشتر به عنوان جزئی از مولکول های آلی (C X H X N X O X ) و مولکول های آب وجود دارد.
هیدروسفر
هیدروسفر از 33 درصد حجمی اکسیژن تشکیل شده است. بیشتر به عنوان جزئی از مولکول های آب با مولکول های محلول از جمله اکسیژن آزاد و اسیدهای کربنیک (H X CO 3 ) وجود دارد.
لیتوسفر
لیتوسفر از 46.6 درصد حجمی اکسیژن تشکیل شده است. بیشتر به صورت کانی های سیلیسی (SiO 2 ) و سایر کانی های اکسیدی وجود دارد.
منابع و سینک ها
در حالی که منابع و سینک های غیرزیستی زیادی برای اکسیژن وجود دارد، وجود غلظت اکسیژن آزاد فراوان در جو مدرن زمین و اقیانوس به تولید اکسیژن از فرآیندهای بیولوژیکی فتوسنتز اکسیژن همراه با یک سینک بیولوژیکی به نام پمپ بیولوژیک نسبت داده می شود. همچنین فرآیند زمین‌شناسی دفن کربن که شامل تکتونیک صفحه‌ای است.
تولید بیولوژیکی
منبع اصلی اکسیژن آزاد اتمسفر فتوسنتز است. از دی اکسید کربن و آب، اکسیژن و قندهای آزاد تولید می کند.
6 CO 2 + 6H 2 O + انرژی → C 6 H 12 O 6 + 6O 2
موجودات فتوسنتز کننده شامل حیات گیاهی در خشکی و فیتوپلانکتون اقیانوس ها هستند.
تولید غیر زیستی
منبع اضافی اکسیژن آزاد اتمسفر از فتولیز به دست می آید. پرتوهای فرابنفش پر انرژی، آب اتمسفر و همچنین اکسید نیتروژن را بر روی اتم های جزء تجزیه می کند.
2 H 2 O + انرژی → 4H + O 2
2 N 2 O + انرژی → 4N + O 2
مصرف بیولوژیکی
راه اصلی که از طریق آن اکسیژن از اتمسفر از بین می رود، از طریق مکانیسم های پوسیدگی و تنفس است که در آن جانوران و همچنین باکتری ها، اکسیژن آزاد کننده دی اکسید کربن را مصرف می کنند.
مصرف بیوتیک
لیتوسفر همچنین اکسیژن آزاد اتمسفر را با هوازدگی شیمیایی و همچنین واکنش های سطحی مصرف می کند.
