Ciclo dell'ossigeno
# Ciclo dell'ossigeno

Il ciclo dell'ossigeno è il ciclo biogeochimico che descrive il movimento dell'ossigeno tra le sue tre principali riserve: l'atmosfera terrestre (aria) la biosfera (la somma totale di ossigeno in tutti gli ecosistemi) e la litosfera (la crosta terrestre). Il primo fattore che influisce sul ciclo è la fotosintesi, che è direttamente necessaria a quasi tutta la vita sulla Terra ed è responsabile della sua presenza in atmosfera.

## Riserve

La maggior parte dell'ossigeno terrestre si trova nei silicati e negli ossidi della crosta terrestre e del mantello (99,5%). Solo una piccola porzione si trova nella biosfera (0,01%) e nell'atmosfera (0,36%). La principale fonte di ossigeno atmosferico è la fotosintesi, che produce zuccheri e ossigeno consumando anidride carbonica e acqua secondo la reazione:

    $6CO_2$ + $6H_2O$ + energia → $C_6H_{12}O_6$ + $6O_2$

Gli organismi che compiono la fotosintesi sono le piante terrestri e certi tipi di fitoplancton, come il cianobatterio Prochlorococcus, scoperto nel 1986 e responsabile di più di metà della produzione di ossigeno ad opera di forme di vita oceanica.

Un'altra fonte di ossigeno atmosferico è la fotolisi, quando le radiazioni ultraviolette del sole "rompono" le molecole d'acqua o nitriti negli elementi primari come H, N e rilasciando $O_2.$ Ad esempio la fotolisi dell'acqua avviene in questo modo:

    $2H_2O$ + energia → 4H + $O_2$

Le maggiori perdite di ossigeno atmosferico sono causate dalla respirazione e dalla decomposizione (biologia), meccanismi in cui batteri e animali consumano $O_2$ e rilasciano $CO_2.$

## Capacità e variazioni

Tabella 1: Riserve di ossigeno coinvolte nel ciclo:

| Riserva | Capacità (kg $O_2)$ | Flusso entrata/uscita (kg $O_2$ ogni anno) | Stazionamento (anni) |
| - | - | - | - |
| Atmosfera | $1,4×10^{18}$ | 3 * $10^{14}$ | 4500 |
| Biosfera | $1,6×10^{16}$ | 3 * $10^{14}$ | 50 |
| Litosfera | $2,9×10^{20}$ | 6 * $10^{11}$ | 500 milioni |

Tabella 2: Guadagno e perdita annuali di ossigeno atmosferico (Unità in $10^{10}$ kg $O_2$ per anno)

Guadagni :

| Fotosintesi (terra) Fotosintesi (oceani) Fotolisi del $N_2O$ Fotolisi $dell'H_2O$ | 16500 13500 1,3 0,03 |
| - | - |
| Guadagni totali | ~ 30000 |
| Perdite - respirazione e decomposizione ||
| Respirazione aerobica Ossidazione microbica Combustione di combustibile fossile (antropogenico) Ossidazione fotochimica Fissazione $dell'N_2$ dalla luce Fissazione $dell'N_2$ dall'industria (antropogenica) Ossidazione di gas vulcanici | 23000 5100 1200 600 12 10 5 |
| Perdite - Clima ||
| Reazioni chimiche climatiche Reazione superficiale $dell'O_3$ | 50 12 |
| Perdite totali | ~ 30000 |
