Ciclo del oxígeno

El ciclo del oxígeno es la cadena de reacciones y procesos que describen la circulación del oxígeno en la biosfera terrestre.

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Abundancia

El oxígeno es el elemento más abundante en masa en la corteza terrestre y en los océanos, y el segundo en la atmósfera.

En la corteza terrestre la mayor parte del oxígeno se encuentra formando por parte de silicatos y en los océanos se encuentra formando por parte de la molécula de agua, H₂O.

En la atmósfera se encuentra como oxígeno molecular (O₂), dióxido de carbono(CO₂), y en menor proporción en otras moléculas como monóxido de carbono (CO), ozono (O₃), dióxido de nitrógeno (NO₂), monóxido de nitrógeno (NO) o dióxido de azufre (SO₂), por ejemplo.

Atmósfera

El O₂ le confiere un carácter oxidante a la atmósfera. Se formó por fotólisis de H₂O, formándose H₂ y O₂:

H₂O + hν → 1/2O₂.

El O₃ se formó a partir de O₂ por interacción con radiación ultravioleta, y parte del ozono formado vuelve a dar oxígeno:

3O₂ + hν → 2O₃

O₃ + hν' → O₂ + O

La parte de radiación ultravioleta que es absorbida no llega a la superficie terrestre haciendo que la temperatura del planeta sea menor que si llegara toda. Un ciclo biogeoquímico es el movimiento de una sustancia química a través de los depósitos de la litosfera (la rocas, los sedimentos y los suelos), la atmósfera (los gases), la hidrósfera (los océanos, los lagos y los ríos) y la biosfera (las plantas y animales). En estos ciclos se enlazan procesos geológicos, físicos, hidrológicos y biológicos, que mueven diferentes elementos de un depósito a otro. El oxígeno molecular (O₂) representa el 20% de la atmósfera terrestre. Este oxígeno abastece las necesidades de todos los organismos terrestres que lo respiran para su metabolismo, además cuando se disuelve en agua, cubre las necesidades de los organismos acuáticos. En el proceso de la respiración, el oxígeno actúa como aceptor final para los electrones retirados de los átomos de carbono de los alimentos. El producto es agua. El ciclo se completa en la fotosíntesis cuando se captura la energía de la luz para alejar los electrones respecto a los átomos de oxígeno de las moléculas de agua. Los electrones reducen los átomos de oxígeno de las moléculas de agua. Los electrones reducen los átomos de carbono (de dióxido de carbono) a carbohidrato. Al final se produce oxígeno molecular y así se completa el ciclo. Por cada molécula de oxígeno utilizada en la respiración celular, se libera una molécula de dióxido de carbono. Inversamente, por cada molécula de dióxido de carbono absorbida en la fotosíntesis, se libera una molécula de oxígeno.

Seres vivos

El oxígeno molecular presente en la atmósfera y el disuelto en el agua interviene en muchas reacciones de los seres vivos. En la respiración celular se reduce oxígeno para la producción de energía y generándose dióxido de carbono, y en el proceso de fotosíntesis se origina oxígeno y energía a partir de agua y radiación solar.

Corteza terrestre

El carácter oxidante del oxígeno provoca que algunos elementos estén más o menos disponibles. La oxidación de sulfuros para dar sulfatos los hace más solubles, al igual que la oxidación de iones amonio a nitratos. Asimismo disminuye la solubilidad de algunos elementos metálicos como el hierro al formarse óxidos insolubles.

Hidrósfera y atmósfera química básica estructuralitica

El oxígeno es ligeramente soluble en agua, disminuyendo su solubilidad con la temperatura. Condiciona las propiedades rédox de los sistemas acuáticos. Oxida materia bioorgánica dando dióxido de carbono y agua.

El dióxido de carbono también es ligeramente soluble en agua dando carbonatos; condiciona las propiedades ácido-base de los sistemas acuáticos. Una parte importante del dióxido de carbono atmosférico es captado por los océanos quedando en los fondos marinos como carbonato de calcio.