산소 순환

산소의 순환을 나타낸 그림.

산소 순환(酸素循環, 영어: oxygen cycle)은 산소가 대기권, 생물권 안의 생물에 들어있는 총량(생태계의 총량), 암권(지구 껍데기) 안에서 움직이는 현상을 가리키는 생물지구화학적 순환이다. 수권 안에서 산소의 순환이 실패하면 저산소 지역이 나타날 수 있다. 산소의 순환을 일으키는 주된 요인은 현대 지구의 대기와 삶을 책임지는 광합성이다.

저장소

산소가 가장 많은 저장소는 지각과 맨틀의 규산염과 산화 광물안에 들어 있다. (99.5%) 극히 일부만이 자유 산소로서 생물권과 대기로 방출된다. 대기권 산소의 주 원천은 광합성이며 이산화탄소와 물로부터 당분과 산소를 만든다:

6CO₂ + 6H₂O + 에너지 → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

대기 산소는 광해리에서도 나온다. 여기서 고에너지 자외선은 대기의 물과 아산화질소를 분자 원자로 분리시킨다. 자유 H 및 N 원자는 대기의 O₂에서 빠져나온다.

2H₂O + 에너지 → 4H + O₂

2N₂O + 에너지 → 4N + O₂

대기에서 산소를 잃는 주된 요인은 강수와 부패이며 여기서 짐승과 박테리아는 산소를 소비하고 이산화탄소를 내보낸다.

암권 광물이 산소로 산화되어 있으므로 노출되어 있는 암석이 풍화를 일으키면 산소를 소비할 수도 있다. 풍화 작용의 한 예로 산화 철(녹)의 형성이 있다.

4FeO + O₂ → 2Fe₂O₃

산소는 생물권과 암석권 사이에서 순환하기도 한다. 생물권의 해양생물은 산소가 풍부한 탄산 칼슘 물질(CaCO₃)을 만들어낸다. 생물이 죽으면 껍질은 깊은 해저 위에 분해되어 오랜 시간 묻히면 암석권에서 석회암을 만들어낸다. 생물이 만들어낸 풍화 작용은 암석으로부터 산소를 가져오기도 한다. 식물과 짐승은 암석으로부터 영양 물질을 가져와서 이 과정이 일어나는 가운데 산소를 내보낸다.

오존

대기에 산소가 존재하면 성층권에 오존(O₃)과 오존층을 만든다. 이 오존층은 해로운 자외선을 흡수하므로 생물에 매우 중요하다:

O₂ + 자외선 에너지 → 2O

O + O₂ → O₃

같이 보기

• 산소

참고 자료

• Cloud, P. and Gibor, A. 1970, The oxygen cycle, Scientific American, September, S. 110-123
• Fasullo, J., Substitute Lectures for ATOC 3600: Principles of Climate, Lectures on the global oxygen cycle, http://paos.colorado.edu/~fasullo/pjw_class/oxygencycle.html
• Morris, R.M., OXYSPHERE - A Beginners' Guide to the Biogeochemical Cycling of Atmospheric Oxygen, https://web.archive.org/web/20041103093231/http://seis.natsci.csulb.edu/rmorris/oxy/Oxy.htm

외부 링크

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