OXYGEN CYCLE: MGA KATANGIAN, RESERVOIR AT YUGTO - KAPALIGIRAN - 2025

Ang oxygen cycle ay tumutukoy sa paggalaw ng paggalaw ng oxygen sa Earth. Ito ay isang gas na biogeochemical cycle. Ang oksiheno ay ang pangalawang pinaka-sagana na elemento sa kapaligiran pagkatapos ng nitrogen, at ang pangalawa na pinaka-sagana sa hydrosfro pagkatapos ng hydrogen. Sa kahulugan na ito, ang siklo ng oxygen ay konektado sa siklo ng tubig.

Ang paggalaw ng sirkulasyon ng oxygen ay nagsasama ng paggawa ng dioxygen o molekular na oxygen ng dalawang mga atomo (O ₂ ). Nangyayari ito dahil sa hydrolysis sa panahon ng fotosintesis na isinagawa ng iba't ibang mga organisasyong fotosintesis.

Oxygen reservoir: kagubatan ng ulap, Wipl Repano National Park, Venezuela. Si Arnaldo Noguera Sifontes, mula sa Wikimedia Commons

Ang O ₂ ay ginagamit ng mga nabubuhay na organismo sa paghinga ng cellular, na bumubuo ng paggawa ng carbon dioxide (CO ₂ ), ang huli ay isa sa mga hilaw na materyales para sa proseso ng potosintesis.

Sa kabilang banda, sa itaas na kapaligiran, ang photolysis (hydrolysis na isinaaktibo ng solar energy) ng singaw ng tubig na dulot ng ultraviolet radiation mula sa araw ay nangyayari. Ang decomposes ng tubig ay naglalabas ng hydrogen na nawala sa stratosphere at oxygen ay isinama sa kapaligiran.

Kapag ang isang molekulang O _{2 ay} nakikipag-ugnay sa isang atom na oxygen, ang ozon (O ₃ ) ay ginawa. Ang osono ay bumubuo sa tinatawag na layer ng osono.

katangian

Ang oxygen ay isang elemento ng kemikal na hindi metal. Ang atomic number nito ay 8, iyon ay, mayroon itong 8 proton at 8 electron sa natural na estado. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon ng temperatura at presyon, naroroon ito sa anyo ng gas ng dioxygen, walang kulay at walang amoy. Ang formula ng molekular nito ay O ₂ .

Kasama sa O _{2 ang} tatlong matatag na isotopes: ¹⁶ O, ¹⁷ O at ¹⁸ O. Ang pangunahing pangunahing anyo sa sansinukob ay ¹⁶ O. Sa Daigdig ay kumakatawan sa 99.76% ng kabuuang oxygen. Ang ¹⁸ O ay kumakatawan sa 0.2%. Ang form na ¹⁷ O ay bihirang (~ 0.04%).

Pinagmulan

Ang Oxygen ay ang pangatlong pinaka-sagana na elemento sa uniberso. Ang paggawa ng ¹⁶ O isotop ay nagsimula sa unang henerasyon ng pagkasunog ng solar helium na nangyari pagkatapos ng Big Bang.

Ang pagtatatag ng cycle ng carbon-nitrogen-oxygen na nucleosintesis sa mga susunod na henerasyon ng mga bituin ay nagbigay ng pangunahing pinagmumulan ng oxygen sa mga planeta.

Ang mataas na temperatura at panggigipit ay gumagawa ng tubig (H ₂ O) sa Uniberso sa pamamagitan ng pagbuo ng reaksyon ng hydrogen na may oxygen. Ang tubig ay bahagi ng pampaganda ng core ng Earth.

Ang mga outcrops ng magma ay nagbibigay ng tubig sa anyo ng singaw at ito ay pumapasok sa ikot ng tubig. Ang tubig ay nabubulok ng photolysis sa oxygen at hydrogen sa pamamagitan ng fotosintesis, at sa pamamagitan ng ultraviolet radiation sa itaas na antas ng kapaligiran.

Primitive na kapaligiran

Ang primitive na kapaligiran bago ang ebolusyon ng fotosintesis ng cyanobacteria ay anaerobic. Para sa mga nabubuhay na organismo na umaangkop sa kapaligiran na iyon, ang oxygen ay isang nakakalason na gas. Kahit ngayon ang isang kapaligiran ng dalisay na oxygen ay nagdudulot ng hindi maibabalik na pinsala sa mga cell.

Ang fotosintesis ay nagmula sa linya ng ebolusyon ng cyanobacteria ngayon. Sinimulan nitong baguhin ang komposisyon ng kapaligiran ng Earth ng humigit kumulang sa 2.3-2.7 bilyon na taon na ang nakalilipas.

Ang paglaganap ng mga photosynthesizing na organismo ay nagbago sa komposisyon ng kapaligiran. Ang buhay ay umunlad patungo sa pagbagay sa isang aerobic na kapaligiran.

Mga lakas na nagmaneho ng ikot

Ang mga puwersa at lakas na kumikilos upang himukin ang siklo ng oxygen ay maaaring maging geothermal, kapag ang magma ay nagpapatalsik ng singaw ng tubig, o maaari itong magmula sa solar energy.

Ang huli ay nagbibigay ng pangunahing enerhiya para sa proseso ng fotosintesis. Ang enerhiya na kemikal sa anyo ng mga karbohidrat na nagreresulta mula sa potosintesis, sa baybayin ay nagtutulak ng lahat ng mga proseso ng pamumuhay sa pamamagitan ng kadena ng pagkain. Sa parehong paraan, ang Araw ay naglilikha ng pag-init ng pagkakaiba-iba ng planeta at nagiging sanhi ng mga alon ng dagat at atmospheric.

Pakikipag-ugnay sa iba pang mga biogeochemical cycle

Dahil sa kasaganaan at mataas na reaktibo, ang siklo ng oxygen ay konektado sa iba pang mga siklo tulad ng CO ₂ , nitrogen (N ₂ ) at ang siklo ng tubig (H ₂ O). Nagbibigay ito sa isang character na multicyclic.

Ang O ₂ at CO ₂ reservoir ay naka-link sa pamamagitan ng mga proseso na kasangkot sa paglikha (fotosintesis) at pagkawasak (paghinga at pagkasunog) ng organikong bagay. Sa maikling panahon, ang mga reaksyong pagbabawas ng oksihenasyon na ito ay ang pangunahing mapagkukunan ng pagkakaiba-iba sa konsentrasyon ng O ₂ sa kalangitan.

Ang pagtanggi ng bakterya ay nakakakuha ng oxygen para sa kanilang paghinga mula sa mga nitrates sa lupa, na naglalabas ng nitrogen.

Mga reservoir

Geosmos

Ang Oxygen ay isa sa mga pangunahing sangkap ng silicates. Samakatuwid, ito ay bumubuo ng isang makabuluhang bahagi ng mantle at crust ng Earth.

• Ang core ng Earth : sa likidong panlabas na mantle ng core ng Earth ay mayroong, bilang karagdagan sa bakal, iba pang mga elemento, kabilang ang oxygen.
• Ang lupa : sa mga puwang sa pagitan ng mga partikulo o mga pores ng lupa, nagkakalat ang hangin. Ang oxygen na ito ay ginagamit ng microbiota ng lupa.

Paligid

21% ng kapaligiran ay binubuo ng oxygen sa anyo ng dioxygen (O ₂ ). Ang iba pang mga anyo ng presensya ng oxygen sa atmospera ay ang singaw ng tubig (H ₂ O), carbon dioxide (CO ₂ ) at osono (O ₃ ).

• Singaw ng tubig: ang konsentrasyon ng singaw ng tubig ay nagbabago, depende sa temperatura, presyon ng atmospera at mga alon ng sirkulasyon ng atmospera (siklo ng tubig).
• Carbon dioxide : Ang CO _{2 ay} kumakatawan sa tinatayang 0.03% ng dami ng hangin. Dahil sa simula ng Industrial Revolution, ang konsentrasyon ng CO ₂ sa kapaligiran ay nadagdagan ng 145%.
• Ozon : ito ay isang molekula na naroroon sa stratosphere sa isang mababang dami (0.03 - 0.02 na bahagi bawat milyon ayon sa dami).

Hydrosmos

Ang 71% ng ibabaw ng lupa ay sakop ng tubig. Higit sa 96% ng tubig na naroroon sa ibabaw ng lupa ay puro sa karagatan. 89% ng masa ng karagatan ay binubuo ng oxygen. Ang CO _{2 ay} natunaw din sa tubig at napapailalim sa isang proseso ng palitan kasama ang kapaligiran.

Cryosphere

Ang crystal ay tumutukoy sa masa ng frozen na tubig na sumasaklaw sa ilang mga lugar ng Earth. Ang mga ito sa masa ng yelo ay naglalaman ng humigit-kumulang na 1.74% ng tubig sa crust ng lupa. Sa kabilang banda, ang yelo ay naglalaman ng iba't ibang dami ng nakulong na oxygen na molekula.

O

Karamihan sa mga molekula na bumubuo sa istraktura ng mga nabubuhay na bagay ay naglalaman ng oxygen. Sa kabilang banda, ang isang mataas na proporsyon ng mga buhay na bagay ay tubig. Samakatuwid, ang terrestrial biomass ay isang oxygen reserve din.

Mga yugto

Sa pangkalahatang mga termino, ang siklo na sinusundan ng oxygen bilang isang ahente ng kemikal ay binubuo ng dalawang malalaking lugar na bumubuo sa pagkatao nito bilang isang siklo ng biogeochemical. Ang mga lugar na ito ay kinakatawan sa apat na yugto.

Ang lugar ng geoenvironmental ay sumasaklaw sa mga pag-iwas at pagkukubkob sa kapaligiran, haydrosismo, crystal at geospisidad ng oxygen. Kasama dito ang yugto ng kapaligiran ng reservoir at mapagkukunan, at ang yugto ng pagbabalik sa kapaligiran.

O cycle ng ikot. Si Eme Chicano, mula sa Wikimedia Commons

Ang dalawang yugto ay kasama rin sa biological area. Ang mga ito ay nauugnay sa fotosintesis at paghinga.

-Enalong yugto ng reservoir at mapagkukunan: kapaligiran-haydros-crystal-geosphere

Paligid

Ang pangunahing mapagkukunan ng oxygen sa atmospera ay potosintesis. Ngunit may iba pang mga mapagkukunan mula sa kung saan maaaring pumasok ang oxygen sa kapaligiran.

Ang isa sa mga ito ay ang likidong panlabas na mantle ng core ng Earth. Naabot ng oksiheno ang kapaligiran bilang singaw ng tubig sa pamamagitan ng pagsabog ng bulkan. Ang singaw ng tubig ay tumataas sa stratosphere kung saan sumasailalim ito ng photolysis bilang isang resulta ng mataas na enerhiya na radiation mula sa araw at ang libreng oxygen ay ginawa.

Sa kabilang banda, ang paghinga ay nagpapalabas ng oxygen sa anyo ng CO ₂ . Ang mga proseso ng pagkasunog, lalo na ang mga pang-industriya na proseso, kumokonsumo ng molekulang oxygen at nag-aambag ng CO ₂ sa kapaligiran.

Sa palitan ng pagitan ng kapaligiran at ang hydrosfos, ang natunaw na oxygen sa masa ng tubig ay pumasa sa kapaligiran. Para sa bahagi nito, ang atmospheric CO ₂ ay natunaw sa tubig bilang carbonic acid. Ang natunaw na oxygen sa tubig ay pangunahing mula sa potosintesis ng algae at cyanobacteria.

Stratosphere

Sa itaas na antas ng kapaligiran, ang enerhiya ng radiation na may mataas na enerhiya ay nagbubungkal ng singaw ng tubig. Ang maikling radiation radiation ay nag-oaktibo ng O _{2 na mga} molekula . Ang mga ito ay nahahati sa mga libreng oxygen atoms (O).

Ang mga libreng O atoms na ito ay gumanti sa mga O ₂ molecule at gumawa ng osono (O ₃ ). Ang reaksyon na ito ay maaaring baligtarin. Dahil sa epekto ng ultraviolet radiation, ang O _{3 ay} nabulok muli sa mga libreng oxygen na atom.

Ang oxygen bilang isang sangkap ng hangin sa atmospera ay bahagi ng iba't ibang mga reaksyon ng oksihenasyon, pagsasama ng iba't ibang mga compound ng terrestrial. Ang isang pangunahing lababo para sa oxygen ay ang oksihenasyon ng mga gas mula sa mga pagsabog ng bulkan.

Hydrosmos

Ang pinakamalaking konsentrasyon ng tubig sa Earth ay ang mga karagatan, kung saan mayroong pantay na konsentrasyon ng mga isotop ng oxygen. Ito ay dahil sa palagiang pagpapalitan ng elementong ito sa crust ng lupa sa pamamagitan ng mga proseso ng sirkulasyon ng hydrothermal.

Sa mga limitasyon ng mga plate ng tectonic at mga tagaytay ng karagatan, nabuo ang isang palaging proseso ng palitan ng gas.

Cryosphere

Ang mga masa ng yelo sa lupa, kabilang ang mga polar na masa ng masa, glacier, at permafrost, ay bumubuo ng isang pangunahing lababo para sa oxygen sa anyo ng tubig na solid-state.

Geosmos

Gayundin, ang oxygen ay nakikilahok sa palitan ng gas sa lupa. Doon ay binubuo ang mahahalagang elemento para sa mga proseso ng paghinga ng mga microorganism ng lupa.

Ang isang mahalagang lababo sa lupa ay ang mga proseso ng mineral oxidation at ang pagsunog ng fossil fuel.

Ang oxygen na bahagi ng molekula ng tubig (H ₂ O) ay sumusunod sa pag-ikot ng tubig sa mga proseso ng pagsingaw-transpirasyon at pagbubuwis-pag-ulan.

- yugto ng photosynthetic

Nagaganap ang photosynthesis sa chloroplast. Sa panahon ng light phase ng fotosintesis, kinakailangan ang isang pagbabawas ng ahente, iyon ay, isang mapagkukunan ng mga electron. Ang sinabi ng ahente sa kasong ito ay tubig (H ₂ O).

Sa pamamagitan ng pagkuha ng hydrogen (H) mula sa tubig, ang oxygen (O ₂ ) ay pinakawalan bilang isang basura na produkto. Ang tubig ay pumapasok sa halaman mula sa lupa sa pamamagitan ng mga ugat. Sa kaso ng algae at cyanobacteria, nagmula ito sa kapaligiran ng aquatic.

Ang lahat ng molekulang oxygen (O ₂ ) na ginawa sa panahon ng fotosintesis ay nagmula sa tubig na ginamit sa proseso. Sa potosintesis, ang CO ₂ , ang solar energy at tubig (H ₂ O) ay natupok , at ang oxygen (O ₂ ) ay pinakawalan.

-Mga yugto ng pagbabalik

Ang O _{2 na} nabuo sa fotosintesis ay pinalayas sa kapaligiran sa pamamagitan ng stomata sa kaso ng mga halaman. Algae at cyanobacteria ibabalik ito sa kapaligiran sa pamamagitan ng pagsasabog ng lamad. Katulad nito, ang mga proseso ng paghinga ay nagbabalik ng oxygen sa kapaligiran sa anyo ng carbon dioxide (CO ₂ ).

-Mga yugto ng paghinga

Upang maisagawa ang kanilang mga mahahalagang pag-andar, ang mga buhay na organismo ay kailangang gawing epektibo ang enerhiya ng kemikal na nabuo ng fotosintesis. Ang enerhiya na ito ay nakaimbak sa anyo ng mga kumplikadong molekula ng karbohidrat (asukal) sa kaso ng mga halaman. Ang natitirang bahagi ng mga organismo ay nakukuha mula sa diyeta

Ang proseso kung saan ang mga nabubuhay na tao ay nagbuka ng mga compound ng kemikal upang palabasin ang kinakailangang enerhiya ay tinatawag na respirasyon. Ang prosesong ito ay naganap sa mga cell at may dalawang phase; isang aerobic at isang anaerobic.

Ang pagginhawa ng aerobic ay naganap sa mitochondria sa mga halaman at hayop. Sa bakterya ay isinasagawa ito sa cytoplasm, dahil kulang sila ng mitochondria.

Ang pangunahing elemento para sa paghinga ay oxygen bilang isang ahente ng oxidizing. Sa paghinga, ang oxygen (O ₂ ) ay natupok at ang CO ₂ at ang tubig (H ₂ O) ay pinakawalan, na gumagawa ng kapaki-pakinabang na enerhiya.

Ang CO ₂ at tubig (singaw ng tubig) ay pinakawalan sa pamamagitan ng stomata sa mga halaman. Sa mga hayop, ang CO ₂ ay pinakawalan sa pamamagitan ng mga butas ng ilong at / o sa bibig, at tubig sa pamamagitan ng pawis. Sa algae at bakterya, ang CO ₂ ay pinakawalan ng pagsabog ng lamad.

Photorespiration

Sa mga halaman, sa pagkakaroon ng ilaw, ang isang proseso na kumonsumo ng oxygen at enerhiya na tinatawag na photorespiration ay bubuo. Ang pagtaas ng photorespiration sa pagtaas ng temperatura, dahil sa pagtaas ng konsentrasyon ng CO _{2 na} may paggalang sa konsentrasyon ng O ₂ .

Nagtatatag ang photorespiration ng isang negatibong balanse ng enerhiya para sa halaman. Kinokonsumo nito ang O ₂ at enerhiya ng kemikal (ginawa ng potosintesis) at pinakawalan ang CO ₂ . Para sa kadahilanang ito, nakabuo sila ng mga mekanismo ng ebolusyonaryo upang malabanan ito (C4 at CAN metabolismo).

Kahalagahan

Ngayon ang karamihan sa buhay ay aerobic. Kung wala ang sirkulasyon ng O ₂ sa sistemang pang-planeta, ang buhay na alam natin ngayon ay imposible.

Bilang karagdagan, ang oxygen ay bumubuo ng isang makabuluhang proporsyon ng masa ng hangin sa mundo. Samakatuwid, nag-aambag ito sa mga phenomena ng atmospera na naka-link dito at ang mga bunga nito: erosive effects, regulasyon sa klima, bukod sa iba pa.

Direkta, bumubuo ito ng mga proseso ng oksihenasyon sa lupa, ng mga bulkan na gas at sa mga istrukturang metal na gawa sa metal.

Ang oksiheno ay isang elemento na may mataas na kapasidad ng oxidative. Bagaman ang mga molekula ng oxygen ay napakatagal dahil sa ang katunayan na bumubuo sila ng isang dobleng bono, dahil ang oxygen ay may mataas na elektroneguridad (ang kakayahang umakit ng mga electron), ito ay may mataas na kapasidad na reaktibo. Dahil sa mataas na elektroneguridad na ito, ang oxygen ay nakikilahok sa maraming mga reaksyon ng oksihenasyon.

Mga pagbabago

Ang karamihan sa mga proseso ng pagkasunog na nagaganap sa kalikasan ay nangangailangan ng pakikilahok ng oxygen. Gayundin sa mga nabuo ng tao. Natutupad ng mga prosesong ito ang parehong positibo at negatibong pag-andar sa mga term na antropiko.

Ang pagkasunog ng fossil fuels (karbon, langis, gas) ay nag-aambag sa pag-unlad ng ekonomiya, ngunit sa parehong oras ay kumakatawan sa isang seryosong problema dahil sa pag-aambag nito sa pandaigdigang pag-init.

Ang mga malalaking sunog sa kagubatan ay nakakaapekto sa biodiversity, bagaman sa ilang mga kaso sila ay bahagi ng natural na proseso sa ilang mga ecosystem.

Greenhouse effect

Ang ozone layer (O ₃ ) sa stratosphere ay ang proteksiyon na kalasag ng kapaligiran laban sa pagpasok ng labis na radiation ng ultraviolet. Ang lubos na masidhing radiation na ito ay nagdaragdag ng pag-init ng Earth.

Sa kabilang banda, ito ay lubos na mutagenic at nakakapinsala sa mga nabubuhay na tisyu. Sa mga tao at iba pang mga hayop ito ay carcinogenic.

Ang paglabas ng iba't ibang mga gas ay nagiging sanhi ng pagkasira ng layer ng osono at sa gayon ay pinadali ang pagpasok ng radiation ng ultraviolet. Ang ilan sa mga gas na ito ay mga chlorofluorocarbons, hydrochlorofluorocarbons, ethyl bromide, nitrogen oxides mula sa mga pataba, at halon.

Mga Sanggunian

1. Anbar AD, Y Duan, TW Lyons, GL Arnold, B Kendall, RA Creaser, AJ Kaufman, WG Gordon, S Clinton, J Garvin at R Buick (2007) Isang Bulong ng Oxygen Bago ang Dakilang okasyon ng oksihenasyon? Agham 317: 1903-1906.
2. Bekker A, HD Holland, PL Wang, D Rumble, HJ Stein, JL Hannah, LL Coetzee, at NJ Beukes. (2004) Ang pakikipag-date sa pagtaas ng oxygen sa atmospera. Kalikasan 427: 117-120.
3. Farquhar J at DT Johnston. (2008) Ang Oxygen cycle ng Terrestrial Planets: Mga Insight sa Pagproseso at Kasaysayan ng Oxygen sa Mga Ibabaw na kapaligiran. Mga pagsusuri sa Mineralogy at Geochemistry 68: 463–492.
4. Pagbalot ng RF (1995) Ang siklo ng oxygen sa atmospera: Ang isotop ng oxygen ng atmospheric CO ₂ at O ₂ at ang O ₂ / N ₂ Reviws ng Geophysics, suplemento. US: Pambansang Ulat sa International Union of Geodesy and Geophysics 1991-1994. pp. 1253-1262.
5. Purves WK, D Sadava, GH Orians at HC Heller (2003) Buhay. Ang Science ng Biology. Ika-6 na Edt. Sinauer Associates, Inc. at WH Freeman at Company. 1044 p.