מחזור החמצן

מתוך אקו-ויקי, מקום מפגש בנושאי אקולוגיה, חברה וכלכלה.
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
מחזור החמצן העולמי.

מחזור החמצן (באנגלית: Oxygen cycle) הוא מחזור ביוגאוכימי שבו היסוד חמצן עובר בין ליתוספרה, הביוספרה,האטמוספירה, וההידרוספרה של כדור הארץ.

חמצן הוא אחד החומרים הנפוצים ביותר בכדור הארץ ומהווה חלק חשוב בכל מאגר שיש בו. מאגר החמצן הגדול ביותר של אטומי חמצן נמצא בקרקע בצורה של מינרלים סיליקטיים. זו קבוצת מינרלים המבוססת על סיליקטים (תרכובת של אניון בו אטום צורן אחד או יותר המוקף באטומי חמצן). המינרלים הסיליקטיים הם הקבוצה החשובה ביותר בין המינרלים יוצרי הסלעים, כ-95% מקרום כדור הארץ בנוי ממינרלים סיליקטיים. זהו המאגר העצום של החמצן בכדור הארץ - שכן 99.5 אחוז מהחמצן של כדור הארץ מצוי בליטוספרה (בחלוקה לפי מסה). האטמוספרה, הידרוספרה, והביוספרה מחזיקים כולם יחד פחות מ-0.05% ממסת החמצן בכדור הארץ. מלבד התרכבות הנפוצה O2, אטומי חמצן נמצאים במגוון מולקולות נפוצו כמו מים (H20), פחמן דו חמצני (CO2), חנקן דו חמצני (NO2), אוזון (03), ותרכובות נוספות - CO, H2O2, O3, SO2, H2SO4, MgO, CaO, AlO, SiO2, ו-PO4.


  • האטמוספרה מורכבת מכ-20% חמצן (בנפח) מולקולות אחרות באטמוספרה הכוללות חמצן הן אוזון, פחמן דו חמצני ואדי מים. וכן תחמוצות נתרן ותחמוצות גופרית.
  • הביוספרה מורכבת מכ-22% חמצן לפי נפח, שנמצא בעיקר כרכיב בצורות רבות של מולקולות אורגניות (CxHxNxOx) ובמולקולות מים.
  • ההידרוספרה מורכבת מכ-33% חמצן לפי נפח, בעיקר כמולקולות מים, וכן כמות קטנה של חמצן מומס במים וכן תרכובות HxCO3.
  • הליתוספרה מורכבת מכ-46% מהחמצן לפי נפח, בעיקר בצורות של מינרלים סיליקטיים (SiO2) ומינרלים אחרים שעברו חימצון.

חלק חשוב למחזור החמצן הוא התרומה של מחזור זה לחיים בכדור הארץ כפי שהם מוכרים לנו כיום. דבר זה נוגע לתנועה של החמצן בין האטמוספרה לבין הביוספרה - בתהליכי פוטוסינתזה ונשימה (או שריפה) - כחלק מתהליכים המספקים אנרגיה ליצורים חיים. מחזור החמצן קשור לכן למחזור הפחמן. זרמי החמצן המשמעותיים ביותר הם בין האטמוספירה לבין הביוספרה - הן היבשתית והן הימית.

בעבר היו בכדור הארץ חיידקים רבים שחיו ללא חמצן ואולם רובם נכחדו בהכחדה המונית הראשונה הידועה - "אירוע החמצן הגדול" או "אסון החמצן" שהתרחש לפני 2.4 מיליארדי שנים. בתקופה זו חיידקים כחוליים (מכונים גם אצות כחוליות), אשר מייצרים חמצן בתהליכי פוטוסינתזה, שינו את הרכב האטמוספירה והוסיפו לה כמות משמעותית של חמצן. חמצן זה הוא רעיל עבור חלק גדול מהחיידקים האל-אווירניים שחיו בעבר ורובם הגדול נכחד. עם זאת חיידקים "שונאי חמצן" עדיין מתקיימים במקומות שונים שבהם כמות החמצן החופשי נמוכה.

קישורים חיצוניים