le cycle de l'oxygène fait référence au mouvement circulatoire de l'oxygène sur Terre. C'est un cycle biogéochimique gazeux. L'oxygène est le deuxième élément le plus abondant dans l'atmosphère après l'azote et le deuxième plus abondant dans l'hydrosphère après l'hydrogène. En ce sens, le cycle de l'oxygène est lié au cycle de l'eau..
Le mouvement circulatoire de l'oxygène comprend la production de dioxygène ou d'oxygène moléculaire à deux atomes (Odeux). Cela se produit en raison de l'hydrolyse lors de la photosynthèse réalisée par les différents organismes photosynthétiques..
Le Odeux Il est utilisé par les organismes vivants dans la respiration cellulaire, générant la production de dioxyde de carbone (COdeux), cette dernière étant l'une des matières premières du processus de photosynthèse.
D'autre part, dans la haute atmosphère, une photolyse (hydrolyse activée par l'énergie solaire) de la vapeur d'eau se produit, provoquée par le rayonnement ultraviolet du soleil. L'eau se décompose en libérant de l'hydrogène qui est perdu dans la stratosphère et l'oxygène est intégré dans l'atmosphère.
En interagissant avec une molécule d'Odeux Avec un atome d'oxygène, l'ozone (O3). L'ozone constitue la soi-disant couche d'ozone.
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L'oxygène est un élément chimique non métallique. Son numéro atomique est 8, c'est-à-dire qu'il a 8 protons et 8 électrons dans son état naturel. Dans des conditions normales de température et de pression, il se présente sous forme de gaz dioxygène, incolore et inodore. Sa formule moléculaire est Odeux.
Le Odeux comprend trois isotopes stables: 16OU ALORS, 17Ou et 18O. La forme prédominante dans l'univers est la 16O. Sur Terre, il représente 99,76% de l'oxygène total. le 18Ou représente 0,2%. La forme 17Ou est-ce très rare (~ 0,04%).
L'oxygène est le troisième élément le plus abondant de l'univers. Production d'isotopes 16Ou cela a commencé dans la première génération de brûlure à l'hélium solaire qui s'est produite après le Big Bang.
L'établissement du cycle de nucléosynthèse carbone-azote-oxygène dans les générations ultérieures d'étoiles a fourni la principale source d'oxygène sur les planètes..
Des températures et pressions élevées produisent de l'eau (HdeuxO) dans l'Univers en générant la réaction de l'hydrogène avec l'oxygène. L'eau fait partie de la composition du noyau terrestre.
Les affleurements de magma dégagent de l'eau sous forme de vapeur qui entre dans le cycle de l'eau. L'eau est décomposée par photolyse en oxygène et hydrogène par photosynthèse et par rayonnement ultraviolet dans les niveaux supérieurs de l'atmosphère..
L'atmosphère primitive avant l'évolution de la photosynthèse par les cyanobactéries était anaérobie. Pour les organismes vivants adaptés à cette atmosphère, l'oxygène était un gaz toxique. Même aujourd'hui, une atmosphère d'oxygène pur cause des dommages irréparables aux cellules.
La photosynthèse trouve son origine dans la lignée évolutive des cyanobactéries d'aujourd'hui. Cela a commencé à changer la composition de l'atmosphère terrestre il y a environ 2,3 à 2,7 milliards d'années..
La prolifération des organismes photosynthétiques a modifié la composition de l'atmosphère. La vie a évolué vers l'adaptation à une atmosphère aérobie.
Les forces et les énergies qui agissent pour conduire le cycle de l'oxygène peuvent être géothermiques, lorsque le magma expulse la vapeur d'eau, ou il peut provenir de l'énergie solaire..
Ce dernier fournit l'énergie fondamentale pour le processus de photosynthèse. L'énergie chimique sous forme de glucides résultant de la photosynthèse entraîne à son tour tous les processus vivants tout au long de la chaîne alimentaire. De la même manière, le Soleil produit un échauffement planétaire différentiel et provoque des courants marins et atmosphériques..
En raison de son abondance et de sa réactivité élevée, le cycle de l'oxygène se connecte à d'autres cycles tels que le COdeux, azote (Ndeux) et le cycle de l'eau (HdeuxOU ALORS). Cela lui donne un caractère multicyclique.
Les réservoirs d'Odeux et Ciedeux ils sont liés par des processus qui impliquent la création (photosynthèse) et la destruction (respiration et combustion) de matière organique. À court terme, ces réactions d'oxydoréduction sont la principale source de variabilité de la concentration en O.deux dans l'atmosphère.
Les bactéries dénitrifiantes obtiennent de l'oxygène pour leur respiration à partir des nitrates du sol, libérant de l'azote.
L'oxygène est l'un des principaux composants des silicates. Par conséquent, il constitue une fraction importante du manteau et de la croûte terrestre..
21% de l'atmosphère est composée d'oxygène sous forme de dioxygène (Odeux). Les autres formes de présence d'oxygène atmosphérique sont la vapeur d'eau (HdeuxO), dioxyde de carbone (COdeux) et l'ozone (O3).
71% de la surface de la terre est recouverte d'eau. Plus de 96% de l'eau présente à la surface de la terre est concentrée dans les océans. 89% de la masse des océans est constituée d'oxygène. Le COdeux Il est également dissous dans l'eau et subit un processus d'échange avec l'atmosphère..
La cryosphère fait référence à la masse d'eau gelée qui recouvre certaines zones de la Terre. Ces masses de glace contiennent environ 1,74% de l'eau de la croûte terrestre. D'autre part, la glace contient des quantités variables d'oxygène moléculaire piégé.
La plupart des molécules qui composent la structure des êtres vivants contiennent de l'oxygène. En revanche, une forte proportion des êtres vivants est constituée d'eau. Par conséquent, la biomasse terrestre est également une réserve d'oxygène.
En termes généraux, le cycle que suit l'oxygène en tant qu'agent chimique comprend deux grands domaines qui constituent son caractère de cycle biogéochimique. Ces zones sont représentées en quatre étapes.
La zone géoenvironnementale englobe les déplacements et le confinement dans l'atmosphère, l'hydrosphère, la cryosphère et la géosphère de l'oxygène. Cela comprend l'étape environnementale du réservoir et de la source, et l'étape de retour dans l'environnement..
Deux étapes sont également incluses dans la zone biologique. Ils sont associés à la photosynthèse et à la respiration.
La photosynthèse est la principale source d'oxygène atmosphérique. Mais il existe d'autres sources à partir desquelles l'oxygène peut pénétrer dans l'atmosphère..
L'un d'eux est le manteau externe liquide du noyau terrestre. L'oxygène atteint l'atmosphère sous forme de vapeur d'eau lors d'éruptions volcaniques. La vapeur d'eau monte dans la stratosphère où elle subit une photolyse à la suite d'un rayonnement à haute énergie du soleil et de l'oxygène libre est produit..
En revanche, la respiration émet de l'oxygène sous forme de COdeux. Les procédés de combustion, en particulier les procédés industriels, consomment également de l'oxygène moléculaire et apportent du COdeux à l'atmosphère.
Lors de l'échange entre l'atmosphère et l'hydrosphère, l'oxygène dissous dans les masses d'eau passe dans l'atmosphère. De son côté, le COdeux L'atmosphère est dissoute dans l'eau sous forme d'acide carbonique. L'oxygène dissous dans l'eau provient principalement de la photosynthèse des algues et des cyanobactéries.
Dans les niveaux supérieurs de l'atmosphère, un rayonnement à haute énergie hydrolyse la vapeur d'eau. Le rayonnement à ondes courtes active les molécules Odeux. Ceux-ci sont divisés en atomes d'oxygène libres (O).
Ces atomes O libres réagissent avec les molécules Odeux et produire de l'ozone (O3). Cette réaction est réversible. En raison de l'effet du rayonnement ultraviolet, O3 se décompose à nouveau en atomes d'oxygène libres.
L'oxygène en tant que composant de l'air atmosphérique fait partie de diverses réactions d'oxydation, devenant une partie de divers composés terrestres. Un puits important pour l'oxygène est l'oxydation des gaz des éruptions volcaniques..
La plus grande concentration d'eau sur Terre est constituée par les océans, où il y a une concentration uniforme d'isotopes d'oxygène. Cela est dû à l'échange constant de cet élément avec la croûte terrestre à travers des processus de circulation hydrothermale..
Aux limites des plaques tectoniques et des dorsales océaniques, un processus constant d'échange gazeux est généré.
Les masses de glace terrestre, y compris les masses de glace polaire, les glaciers et le pergélisol, sont un important puits d'oxygène sous forme d'eau à l'état solide..
De même, l'oxygène participe à l'échange gazeux avec le sol. Là, il constitue l'élément vital des processus respiratoires des microorganismes du sol..
Les processus d'oxydation minérale et de combustion des combustibles fossiles constituent un puits important dans le sol..
L'oxygène qui fait partie de la molécule d'eau (HdeuxO) suit le cycle de l'eau dans les processus d'évaporation-transpiration et de condensation-précipitation.
La photosynthèse a lieu dans les chloroplastes. Pendant la phase légère de la photosynthèse, un agent réducteur est nécessaire, c'est-à-dire une source d'électrons. Dans ce cas, ledit agent est l'eau (HdeuxOU ALORS).
En prenant l'hydrogène (H) de l'eau, l'oxygène (Odeux) comme déchet. L'eau pénètre dans la plante depuis le sol par les racines. Dans le cas des algues et des cyanobactéries, il provient du milieu aquatique.
Tout l'oxygène moléculaire (Odeux) produite lors de la photosynthèse provient de l'eau utilisée dans le processus. Le CO est consommé lors de la photosynthèsedeux, énergie solaire et eau (HdeuxO), et de l'oxygène est libéré (Odeux).
Le Odeux généré dans la photosynthèse est expulsé dans l'atmosphère par les stomates dans le cas des plantes. Les algues et les cyanobactéries le renvoient dans l'environnement par diffusion membranaire. De même, les processus respiratoires renvoient l'oxygène dans l'environnement sous forme de dioxyde de carbone (COdeux).
Pour remplir leurs fonctions vitales, les organismes vivants doivent rendre efficace l'énergie chimique générée par la photosynthèse. Cette énergie est stockée sous forme de molécules glucidiques complexes (sucres) dans le cas des plantes. Le reste des organismes l'obtient de l'alimentation
Le processus par lequel les êtres vivants déploient des composés chimiques pour libérer l'énergie requise est appelé respiration. Ce processus se déroule dans les cellules et comporte deux phases; un aérobie et un anaérobie.
La respiration aérobie a lieu dans les mitochondries chez les plantes et les animaux. Chez les bactéries, il est effectué dans le cytoplasme, car ils n'ont pas de mitochondries.
L'élément fondamental de la respiration est l'oxygène en tant qu'agent oxydant. La respiration consomme de l'oxygène (Odeux) et du CO est libérédeux et de l'eau (HdeuxO), produisant de l'énergie utile.
Le COdeux et l'eau (vapeur d'eau) est libérée par les stomates des plantes. Chez les animaux COdeux il est libéré par les narines et / ou la bouche, et l'eau par la transpiration. Dans les algues et les bactéries COdeux est libéré par diffusion membranaire.
Dans les plantes, en présence de lumière, se développe un processus qui consomme de l'oxygène et de l'énergie appelé photorespiration. La photorespiration augmente avec l'augmentation de la température, en raison de l'augmentation de la concentration de CO.deux par rapport à la concentration d'Odeux.
La photorespiration établit un bilan énergétique négatif pour la plante. Consommez Odeux et l'énergie chimique (produite par la photosynthèse) et libère du COdeux. Pour cette raison, ils ont développé des mécanismes évolutifs pour la contrer (métabolismes C4 et CAN)..
Aujourd'hui, la grande majorité de la vie est aérobie. Sans la circulation d'Odeux dans le système planétaire, la vie telle que nous la connaissons aujourd'hui serait impossible.
De plus, l'oxygène constitue une part importante des masses d'air de la Terre. Il contribue donc aux phénomènes atmosphériques qui lui sont liés et à ses conséquences: effets érosifs, régulation du climat, entre autres..
Directement, il génère des processus d'oxydation dans le sol, des gaz volcaniques et sur des structures métalliques artificielles..
L'oxygène est un élément à haut pouvoir oxydant. Bien que les molécules d'oxygène soient très stables car elles forment une double liaison, l'oxygène ayant une électronégativité élevée (capacité à attirer les électrons), il a une capacité réactive élevée. En raison de cette électronégativité élevée, l'oxygène intervient dans de nombreuses réactions d'oxydation.
La grande majorité des processus de combustion qui se produisent dans la nature nécessitent la participation d'oxygène. De même pour ceux générés par l'être humain. Ces processus remplissent des fonctions à la fois positives et négatives en termes anthropiques.
La combustion de combustibles fossiles (charbon, pétrole, gaz) contribue au développement économique, mais représente en même temps un problème sérieux en raison de sa contribution au réchauffement climatique.
Les grands incendies de forêt affectent la biodiversité, bien que dans certains cas, ils font partie des processus naturels de certains écosystèmes.
La couche d'ozone (O3) dans la stratosphère, est le bouclier protecteur de l'atmosphère contre l'entrée d'un excès de rayonnement ultraviolet. Ce rayonnement hautement énergétique augmente le réchauffement climatique.
D'autre part, il est hautement mutagène et nocif pour les tissus vivants. Chez l'homme et d'autres animaux, il est cancérigène.
L'émission de divers gaz provoque la destruction de la couche d'ozone et facilite donc l'entrée des rayons ultraviolets. Certains de ces gaz sont les chlorofluorocarbures, les hydrochlorofluorocarbures, le bromure d'éthyle, les oxydes d'azote des engrais et les halons..
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