The kyslíkový cyklus označuje oběhový pohyb kyslíku na Zemi. Jedná se o plynný biogeochemický cyklus. Kyslík je po dusíku druhým nejhojnějším prvkem v atmosféře a druhým nejhojnějším v hydrosféře po vodíku. V tomto smyslu je kyslíkový cyklus spojen s vodním cyklem..
Cirkulační pohyb kyslíku zahrnuje produkci dioxygenu nebo dvouatomového molekulárního kyslíku (Odva). K tomu dochází v důsledku hydrolýzy během fotosyntézy prováděné různými fotosyntetickými organismy..
Odva Používají ho živé organismy v buněčném dýchání a generuje produkci oxidu uhličitého (COdva), přičemž druhá z nich je jednou ze surovin pro proces fotosyntézy.
Na druhé straně v horních vrstvách atmosféry dochází k fotolýze (hydrolýze aktivované sluneční energií) vodní páry způsobené ultrafialovým zářením ze slunce. Voda se rozkládá a uvolňuje vodík, který se ztrácí ve stratosféře a kyslík se integruje do atmosféry.
Interakcí s molekulou Odva S atomem kyslíku, ozonem (O3). Ozon tvoří takzvanou ozonovou vrstvu.
Rejstřík článků
Kyslík je nekovový chemický prvek. Jeho atomové číslo je 8, to znamená, že má 8 protonů a 8 elektronů v přirozeném stavu. Za normálních podmínek teploty a tlaku je přítomen ve formě plynného dioxygenu, bezbarvý a bez zápachu. Jeho molekulární vzorec je Odva.
Odva zahrnuje tři stabilní izotopy: 16NEBO, 17Nebo a 18O. Převládající formou ve vesmíru je 16O. Na Zemi představuje 99,76% celkového kyslíku. The 18Nebo představuje 0,2%. Tvar 17Nebo je to velmi vzácné (~ 0,04%).
Kyslík je třetím nejhojnějším prvkem ve vesmíru. Výroba izotopů 16Nebo to začalo v první generaci hoření solárního hélia, ke kterému došlo po Velkém třesku.
Zřízení cyklu nukleosyntézy uhlík-dusík-kyslík v pozdějších generacích hvězd poskytlo převládající zdroj kyslíku na planetách..
Vysoké teploty a tlaky produkují vodu (HdvaO) ve vesmíru generováním reakce vodíku s kyslíkem. Voda je součástí složení zemského jádra.
Výchozy magmatu vydávají vodu ve formě páry a ta vstupuje do koloběhu vody. Voda se rozkládá fotolýzou na kyslík a vodík fotosyntézou a ultrafialovým zářením v horních vrstvách atmosféry..
Primitivní atmosféra před vývojem fotosyntézy sinicemi byla anaerobní. Pro živé organismy přizpůsobené této atmosféře byl kyslík toxický plyn. Dokonce i dnes atmosféra čistého kyslíku způsobuje nenapravitelné poškození buněk.
Fotosyntéza vznikla v evoluční linii dnešních sinic. To začalo měnit složení zemské atmosféry přibližně před 2,3-2,7 miliardami let..
Šíření fotosyntetizujících organismů změnilo složení atmosféry. Život se vyvinul směrem k adaptaci na aerobní atmosféru.
Síly a energie, které působí na pohon kyslíkového cyklu, mohou být geotermální, když magma vypuzuje vodní páru, nebo mohou pocházet ze sluneční energie.
Ten poskytuje základní energii pro proces fotosyntézy. Chemická energie ve formě sacharidů pocházející z fotosyntézy zase řídí všechny živé procesy v potravinovém řetězci. Stejným způsobem vytváří Slunce diferenciální planetární ohřev a způsobuje mořské a atmosférické proudy..
Díky své hojnosti a vysoké reaktivitě se kyslíkový cyklus spojuje s dalšími cykly, jako je COdva, dusík (Ndva) a koloběh vody (HdvaNEBO). To mu dává multicyklický charakter.
Nádrže Odva a COdva jsou spojeny procesy, které zahrnují tvorbu (fotosyntézu) a destrukci (dýchání a spalování) organické hmoty. V krátkodobém horizontu jsou tyto oxidačně-redukční reakce hlavním zdrojem variability koncentrace O.dva v atmosféře.
Denitrifikační bakterie získávají kyslík pro své dýchání z dusičnanů v půdě a uvolňují dusík.
Kyslík je jednou z hlavních složek silikátů. Proto představuje důležitý zlomek zemského pláště a kůry..
21% atmosféry je tvořeno kyslíkem ve formě dioxygenu (Odva). Dalšími formami přítomnosti kyslíku v atmosféře jsou vodní pára (HdvaO), oxid uhličitý (COdva) a ozon (O.3).
71% zemského povrchu je pokryto vodou. Více než 96% vody přítomné na zemském povrchu je koncentrováno v oceánech. 89% hmotnosti oceánů tvoří kyslík. COdva Je také rozpuštěn ve vodě a prochází procesem výměny s atmosférou..
Kryosféra se vztahuje na množství zmrzlé vody, která pokrývá určité oblasti Země. Tyto ledové masy obsahují přibližně 1,74% vody v zemské kůře. Na druhou stranu led obsahuje různá množství zachyceného molekulárního kyslíku.
Většina molekul, které tvoří strukturu živých věcí, obsahuje kyslík. Na druhou stranu vysoký podíl živých věcí tvoří voda. Proto je suchozemská biomasa také rezervou kyslíku.
Obecně řečeno, cyklus, který kyslík následuje jako chemická látka, zahrnuje dvě velké oblasti, které tvoří jeho charakter jako biogeochemický cyklus. Tyto oblasti jsou zastoupeny ve čtyřech fázích.
Geoenvironmentální oblast zahrnuje přemístění a zadržování kyslíku v atmosféře, hydrosféře, kryosféře a geosféře. To zahrnuje environmentální fázi nádrže a zdroje a fázi návratu do životního prostředí..
V biologické oblasti jsou také zahrnuty dva stupně. Jsou spojeny s fotosyntézou a dýcháním.
Hlavním zdrojem atmosférického kyslíku je fotosyntéza. Existují však i jiné zdroje, ze kterých může kyslík vstoupit do atmosféry..
Jedním z nich je kapalný vnější plášť zemského jádra. Kyslík se dostává do atmosféry ve formě vodní páry sopečnými erupcemi. Vodní pára stoupá do stratosféry, kde prochází fotolýzou v důsledku vysokoenergetického záření ze slunce a je produkován volný kyslík..
Na druhou stranu dýchání vydává kyslík ve formě COdva. Spalovací procesy, zejména průmyslové, také spotřebovávají molekulární kyslík a přispívají k COdva do atmosféry.
Při výměně mezi atmosférou a hydrosférou přechází rozpuštěný kyslík ve vodních hmotách do atmosféry. Co se týká COdva Atmosférický je rozpuštěn ve vodě jako kyselina uhličitá. Rozpuštěný kyslík ve vodě pochází hlavně z fotosyntézy řas a sinic.
V horních vrstvách atmosféry vysokoenergetické záření hydrolyzuje vodní páru. Krátkovlnné záření aktivuje O molekulydva. Ty jsou rozděleny na volné atomy kyslíku (O).
Tyto volné atomy O reagují s molekulami Odva a produkují ozon (O3). Tato reakce je reverzibilní. V důsledku působení ultrafialového záření, O3 se znovu rozpadá na volné atomy kyslíku.
Kyslík jako složka atmosférického vzduchu je součástí různých oxidačních reakcí a stává se součástí různých pozemských sloučenin. Důležitým záchytem kyslíku je oxidace plynů ze sopečných erupcí..
Největší koncentrací vody na Zemi jsou oceány, kde je stejná koncentrace izotopů kyslíku. To je způsobeno neustálou výměnou tohoto prvku se zemskou kůrou prostřednictvím procesů hydrotermální cirkulace..
Na hranicích tektonických desek a oceánských hřebenů se vytváří neustálý proces výměny plynů.
Suchozemské ledové masy, včetně polárních ledových hmot, ledovců a permafrostu, jsou hlavním zdrojem kyslíku ve formě vody v pevném stavu..
Stejně tak se kyslík podílí na výměně plynů s půdou. Zde tvoří důležitý prvek pro respirační procesy půdních mikroorganismů..
Důležitým propadem v půdě jsou procesy oxidace minerálů a spalování fosilních paliv..
Kyslík, který je součástí molekuly vody (HdvaO) sleduje vodní cyklus v procesech odpařování - transpirace a kondenzace - srážení.
Fotosyntéza probíhá v chloroplastech. Během světelné fáze fotosyntézy je zapotřebí redukční činidlo, tj. Zdroj elektronů. Zmíněným činidlem je v tomto případě voda (HdvaNEBO).
Přijímáním vodíku (H) z vody, kyslíku (Odva) jako odpadní produkt. Voda vstupuje do rostliny z půdy kořeny. V případě řas a sinic pochází z vodního prostředí.
Celý molekulární kyslík (Odva) vyrobené během fotosyntézy pochází z vody použité v tomto procesu. CO se spotřebovává při fotosyntézedva, sluneční energie a voda (HdvaO) a uvolňuje se kyslík (Odva).
Odva generovaný fotosyntézou je v případě rostlin vyloučen do atmosféry prostřednictvím průduchů. Řasy a sinice ji vracejí do prostředí membránovou difúzí. Podobně dýchací procesy vracejí kyslík do životního prostředí ve formě oxidu uhličitého (COdva).
K plnění svých životních funkcí musí živé organismy zefektivnit chemickou energii generovanou fotosyntézou. Tato energie je v případě rostlin uložena ve formě komplexních molekul sacharidů (cukrů). Zbytek organismů ji získává ze stravy
Proces, při kterém živé bytosti rozvinou chemické sloučeniny k uvolnění požadované energie, se nazývá dýchání. Tento proces probíhá v buňkách a má dvě fáze; jeden aerobní a jeden anaerobní.
Aerobní dýchání probíhá v mitochondriích u rostlin a zvířat. U bakterií se provádí v cytoplazmě, protože jim chybí mitochondrie.
Základním prvkem pro dýchání je kyslík jako oxidační činidlo. Dýchání spotřebovává kyslík (O.dva) a CO se uvolnídva a voda (HdvaO), produkující užitečnou energii.
COdva a voda (vodní pára) se uvolňují průduchy v rostlinách. U zvířat COdva uvolňuje se nosními dírkami a / nebo ústy a voda potem. V řasách a bakteriích COdva se uvolňuje membránovou difúzí.
V rostlinách se za přítomnosti světla vyvíjí proces, který spotřebovává kyslík a energii, nazývaný fotorespirace. Fotorespirace se zvyšuje se zvyšující se teplotou v důsledku zvyšování koncentrace CO.dva s ohledem na koncentraci Odva.
Fotorespirace vytváří pro rostlinu negativní energetickou bilanci. Konzumovat Odva a chemická energie (produkovaná fotosyntézou) a uvolňuje COdva. Z tohoto důvodu vyvinuli evoluční mechanismy, které mu působí (metabolismus C4 a CAN)..
Dnes je drtivá většina života aerobní. Bez oběhu Odva v planetárním systému by život, jak ho známe dnes, byl nemožný.
Kromě toho tvoří kyslík významnou část vzdušných hmot Země. Přispívá tedy k atmosférickým jevům, které s ním souvisejí a jeho důsledkům: mimo jiné erozivní účinky, regulace klimatu..
Přímo generuje oxidační procesy v půdě, sopečných plynech a na umělých kovových strukturách..
Kyslík je prvek s vysokou oxidační kapacitou. Ačkoli jsou molekuly kyslíku velmi stabilní, protože tvoří dvojnou vazbu, protože kyslík má vysokou elektronegativitu (schopnost přitahovat elektrony), má vysokou reaktivní kapacitu. Kvůli této vysoké elektronegativitě kyslík zasahuje do mnoha oxidačních reakcí.
Drtivá většina spalovacích procesů, ke kterým dochází v přírodě, vyžaduje účast kyslíku. Podobně v těch, které generuje lidská bytost. Tyto procesy plní v antropickém smyslu pozitivní i negativní funkci.
Spalování fosilních paliv (uhlí, ropa, plyn) přispívá k hospodářskému rozvoji, ale současně představuje závažný problém vzhledem k jeho příspěvku ke globálnímu oteplování.
Velké lesní požáry ovlivňují biologickou rozmanitost, i když v některých případech jsou součástí přirozených procesů v určitých ekosystémech.
Ozonová vrstva (O.3) ve stratosféře je ochranný štít atmosféry proti vstupu přebytečného ultrafialového záření. Toto vysoce energetické záření zvyšuje globální oteplování.
Na druhou stranu je vysoce mutagenní a škodlivé pro živé tkáně. U lidí a jiných zvířat je karcinogenní.
Emise různých plynů způsobují destrukci ozonové vrstvy, a proto usnadňují vstup ultrafialového záření. Některé z těchto plynů jsou chlorfluoruhlovodíky, hydrochlorfluoruhlovodíky, ethylbromid, oxidy dusíku z hnojiv a halony..
Zatím žádné komentáře