O ciclo do oxigênio consiste na circulação deste elemento entre os seus reservatórios. Este ciclo é intimamente relacionado com outros ciclos. No ciclo do carbono, por exemplo, dois processos fundamentais para o ciclo do oxigênio também acontecem: a fotossíntese e a respiração.
O gás carbônico presente na atmosfera é utilizado por organismos fotossintetizantes para a produção de açúcares e gás oxigênio. O oxigênio é frequentemente disponível graças às atividades de seres vivos, sendo o processo de fotossíntese considerado o principal responsável. Acredita-se que as cianobactérias, graças à fotossíntese, foram as responsáveis pelo aparecimento de grandes quantidades de oxigênio na atmosfera primitiva do planeta.
Enquanto o processo de fotossíntese libera oxigênio para a atmosfera, a respiração celular o consome. No processo de respiração celular, o gás oxigênio é utilizado na degradação da glicose, que resultará na formação de gás carbônico e água. Neste processo ocorre a liberação de energia.
O oxigênio também é usado na estratosfera, onde uma parte é transformada em ozônio. A camada de ozônio protege os seres vivos contra raios ultravioletas emitidos pelo Sol. Esta camada está se tornando mais fina, principalmente nas regiões dos Polos, graças especialmente às substâncias denominadas clorofluorcarbonos.
O oxigênio também é consumido na combustão, onde é combinado com um combustível, liberando água e gás carbônico. E outra parte dele pode se combinar com metais presentes no solo, formando óxidos.
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