วัฏจักรออกซิเจน เป็นการเปลี่ยนแปลงทางชีวธรณีเคมีของอะตอมของออกซิเจนระหว่างสถานะออกซิเดชันต่างๆ ในไอออน โมเลกุล และออกไซด์ผ่านปฏิกิริยารีดอกซ์ในและระหว่างแหล่งกักเก็บของโลก คำว่าออกซิเจนใช้เพื่ออ้างถึงอัญรูปออกซิเจนที่พบมากที่สุด ไดอะตอมมิกออกซิเจน (O 2 ) เนื่องจากเป็นผลิตภัณฑ์ทั่วไปหรือสารตั้งต้นของปฏิกิริยารีดอกซ์ทางชีวธรณีเคมีจำนวนมากในวัฏจักร กระบวนการที่อยู่ในวัฏจักรออกซิเจนถือเป็นกระบวนการทางธรณีวิทยาหรือชีวภาพ และจะถูกประเมินว่าเป็นแหล่งกำเนิด (การผลิต O 2 ) หรืออ่างล้างจาน (การบริโภค O 2 )
อ่างเก็บน้ำ
ออกซิเจนเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่มีมากที่สุดในโลกและเป็นตัวแทนของแหล่งกักเก็บหลักทุกแห่ง แหล่งกักเก็บออกซิเจนที่ใหญ่ที่สุดของโลกอยู่ในแร่ธาตุซิลิเกตและออกไซด์ของเนื้อโลกและเปลือกโลก ชั้นบรรยากาศ ชีวมณฑล และไฮโดรสเฟียร์ของโลกรวมกันมีออกซิเจนน้อยกว่า 0.05% ของมวลออกซิเจนทั้งหมดของโลก นอกเหนือจาก O 2 แล้ว ยังมีอะตอมออกซิเจนอื่นๆ ในรูปแบบต่างๆ กระจายอยู่ทั่วพื้นผิวของแหล่งกักเก็บในโมเลกุลของมวลชีวภาพ ซึ่งรวมถึง: H 2 O, CO 2 , CO, H 2 O 2 , NO, NO 2 , H 2 SO 4 , MgO, CaO, PO 4 และ SiO 2 .
บรรยากาศ
บรรยากาศประกอบด้วยออกซิเจน 20.9% โดยปริมาตร โมเลกุลอื่นๆ ที่มีออกซิเจนในชั้นบรรยากาศ ได้แก่ คาร์บอนไดออกไซด์ ไอน้ำ ซัลเฟอร์และไนโตรเจนออกไซด์ และโอโซน
ไบออสเฟียร์
ชีวมณฑลประกอบด้วยออกซิเจน 22% โดยปริมาตร และมีอยู่ส่วนใหญ่เป็นส่วนประกอบของโมเลกุลอินทรีย์ (C X H X N X O X ) และโมเลกุลของน้ำ
ไฮโดรสเฟียร์
ไฮโดรสเฟียร์ประกอบด้วยออกซิเจน 33% โดยปริมาตร โดยส่วนใหญ่จะเป็นส่วนประกอบของโมเลกุลของน้ำที่มีโมเลกุลที่ละลายน้ำ รวมทั้งออกซิเจนอิสระและกรดคาร์บอนิก (H X CO 3 )
ลิโธสเฟียร์
ธรณีภาคประกอบด้วยออกซิเจน 46.6% โดยปริมาตร ส่วนใหญ่เป็นแร่ซิลิกา (SiO 2 ) และแร่ออกไซด์อื่นๆ
แหล่งที่มาและอ่างล้างจาน
แม้ว่าจะมีแหล่งที่ไม่มีชีวิตจำนวนมากและอ่างสำหรับออกซิเจน การมีอยู่ของความเข้มข้นของออกซิเจนอิสระที่มีอยู่อย่างมากมายในบรรยากาศสมัยใหม่ของโลกและมหาสมุทรนั้นมีสาเหตุมาจากการผลิตออกซิเจนจากกระบวนการทางชีวภาพของการสังเคราะห์ด้วยแสงด้วยออกซิเจนร่วมกับอ่างล้างทางชีวภาพที่เรียกว่า ปั๊มชีวภาพ เป็น รวมถึงกระบวนการทางธรณีวิทยาของการฝังคาร์บอนที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลก
การผลิตทางชีวภาพ
แหล่งที่มาของออกซิเจนอิสระในชั้นบรรยากาศที่สำคัญคือการสังเคราะห์ด้วยแสง ผลิตออกซิเจนและน้ำตาลอิสระจากคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ
6 CO 2 + 6H 2 O + พลังงาน→ C 6 H 12 O 6 + 6O 2
สิ่งมีชีวิตที่สังเคราะห์แสงได้ ได้แก่ พืชบนบกและแพลงก์ตอนพืชในมหาสมุทร
การผลิต ABIOTIC
แหล่งเพิ่มเติมของออกซิเจนอิสระในชั้นบรรยากาศมาจากการสลายด้วยแสง รังสีอุลตร้าไวโอเลตพลังงานสูงจะสลายน้ำในบรรยากาศและไนตรัสออกไซด์ไปยังอะตอมของส่วนประกอบ
2 H 2 O + พลังงาน→ 4H + O 2
2 N 2 O + พลังงาน→ 4N + O 2
การบริโภคทางชีวภาพ
วิธีหลักที่ออกซิเจนสูญเสียไปจากชั้นบรรยากาศคือการสลายตัวและกลไกการหายใจ ซึ่งชีวิตสัตว์และแบคทีเรียใช้ออกซิเจนที่ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
การบริโภค ABIOTIC
ธรณีภาคยังใช้ออกซิเจนอิสระในชั้นบรรยากาศจากการผุกร่อนของสารเคมีเช่นเดียวกับปฏิกิริยาที่พื้นผิว
