ऑक्सीजन चक्र विशेषताओं, जलाशयों, चरणों और महत्व
ऑक्सीजन चक्र यह पृथ्वी पर ऑक्सीजन के संचार आंदोलन को संदर्भित करता है। यह एक गैसीय जैव-रासायनिक चक्र है। ऑक्सीजन नाइट्रोजन के बाद वायुमंडल में दूसरा सबसे प्रचुर तत्व है, और हाइड्रोजन के बाद जलमंडल में दूसरा सबसे प्रचुर तत्व है। इस अर्थ में, ऑक्सीजन चक्र पानी के चक्र से जुड़ा हुआ है.
ऑक्सीजन के संचलन में दो परमाणुओं के डाइअॉॉक्सिन या आणविक ऑक्सीजन का उत्पादन शामिल है (या2)। यह विभिन्न प्रकाश संश्लेषक जीवों द्वारा किए गए प्रकाश संश्लेषण के दौरान हाइड्रोलिसिस के कारण होता है.
द ओ2 कार्बन डाइऑक्साइड के उत्पादन को उत्पन्न करके कोशिकीय श्वसन में जीवित जीवों द्वारा उपयोग किया जाता है (CO)2), उत्तरार्ध प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया के लिए कच्चे माल में से एक है.
दूसरी ओर, ऊपरी वायुमंडल में सूर्य की पराबैंगनी विकिरण के कारण होने वाले जल वाष्प की फोटोलिसिस (सौर ऊर्जा द्वारा सक्रिय की गई हाइड्रोलिसिस) होती है। पानी हाइड्रोजन को छोड़ने का विघटन करता है जो समताप मंडल में खो जाता है और ऑक्सीजन वायुमंडल में एकीकृत हो जाता है.
जब एक हे अणु से बातचीत करते हैं2 ऑक्सीजन परमाणु के साथ, ओजोन का उत्पादन किया जाता है (हे3)। ओजोन तथाकथित ओजोन परत बनाती है.
सूची
- 1 लक्षण
- 1.1 उत्पत्ति
- 1.2 आदिम वातावरण
- १.३ ऊर्जा जो चक्र चलाती है
- 1.4 अन्य जैव-रासायनिक चक्रों के साथ संबंध
- 2 जलाशय
- २.१ भू
- २.२ वायुमंडल
- २.३ जलमंडल
- 2.4 क्रायोस्फीयर
- 2.5 जीवित जीव
- 3 चरणों
- 3.1 जलाशय और स्रोत का पर्यावरणीय चरण: वायुमंडल-जलमंडल-क्रायोस्फीयर-जियोस्फीयर
- 3.2 प्रकाश संश्लेषक चरण
- ३.३-वायुमंडलीय वापसी चरण
- ३.४ - श्वसन अवस्था
- 4 महत्व
- 5 परिवर्तन
- 5.1 ग्रीनहाउस प्रभाव
- 6 संदर्भ
सुविधाओं
ऑक्सीजन एक गैर-धातु रासायनिक तत्व है। इसकी परमाणु संख्या 8 है, अर्थात इसकी प्राकृतिक अवस्था में 8 प्रोटॉन और 8 इलेक्ट्रॉन हैं। तापमान और दबाव की सामान्य परिस्थितियों में यह डाइऑक्साइजेनिक, रंगहीन और गंधहीन गैस के रूप में मौजूद है। इसका आणविक सूत्र O है2.
द ओ2 तीन स्थिर समस्थानिक शामिल हैं: 16हे, 17ओ और 18ओ। ब्रह्मांड में प्रमुख रूप है 16O. पृथ्वी पर यह कुल ऑक्सीजन का 99.76% प्रतिनिधित्व करता है। 18या 0.2% का प्रतिनिधित्व करता है। रूप 17या यह बहुत दुर्लभ है (~ 0.04%).
स्रोत
ब्रह्मांड में ऑक्सीजन बहुतायत में तीसरा तत्व है। आइसोटोप का उत्पादन 16या यह सौर हीलियम की पहली पीढ़ी में शुरू हुआ जो बिग बैंग के बाद हुआ था.
बाद की पीढ़ियों में कार्बन-नाइट्रोजन-ऑक्सीजन न्यूक्लियोसिंथेसिस चक्र की स्थापना ने ग्रहों में ऑक्सीजन का प्रमुख स्रोत प्रदान किया है.
उच्च तापमान और दबाव पानी का उत्पादन करते हैं (एच2ओ) ऑक्सीजन के साथ हाइड्रोजन की प्रतिक्रिया उत्पन्न करके ब्रह्मांड में। जल पृथ्वी के कोर के विरूपण का हिस्सा है.
मैग्मा के बहिर्वाह पानी को भाप के रूप में छोड़ते हैं और यह जल चक्र में प्रवेश करता है। प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से ऑक्सीजन और हाइड्रोजन में फोटोलिसिस द्वारा और वायुमंडल के ऊपरी स्तरों में पराबैंगनी विकिरण द्वारा पानी का विघटन होता है।.
आदिम वातावरण
साइनोबैक्टीरिया द्वारा प्रकाश संश्लेषण के विकास से पहले आदिम वातावरण अवायवीय था। उस वातावरण के अनुकूल जीवों के लिए, ऑक्सीजन एक जहरीली गैस थी। आज भी शुद्ध ऑक्सीजन का वातावरण कोशिकाओं को अपूरणीय क्षति पहुँचाता है.
वर्तमान साइनोबैक्टीरिया के विकासवादी वंश में, प्रकाश संश्लेषण की उत्पत्ति हुई। इसने लगभग 2,300-2,700 मिलियन वर्ष पहले पृथ्वी के वायुमंडल की संरचना को बदलना शुरू किया.
प्रकाश संश्लेषक जीवों के प्रसार ने वायुमंडल की संरचना को बदल दिया। जीवन एक एरोबिक वातावरण के अनुकूलन की ओर विकसित हुआ.
ऊर्जा जो चक्र चलाती है
ऑक्सीजन चक्र चलाकर कार्य करने वाली ताकतें और ऊर्जाएँ भूतापीय हो सकती हैं, जब मैग्मा जल वाष्प को निष्कासित करता है, या यह सौर ऊर्जा से आ सकता है.
उत्तरार्द्ध प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया के लिए मौलिक ऊर्जा प्रदान करता है। प्रकाश संश्लेषण से उत्पन्न कार्बोहाइड्रेट के रूप में रासायनिक ऊर्जा, बदले में खाद्य श्रृंखला के माध्यम से सभी जीवित प्रक्रियाओं को संचालित करती है। उसी तरह, सूर्य ग्रह के अंतर को गर्म करता है और समुद्री और वायुमंडलीय धाराओं का कारण बनता है.
अन्य जैव-रासायनिक चक्रों के साथ संबंध
इसकी प्रचुरता और इसकी उच्च प्रतिक्रिया के कारण, ऑक्सीजन चक्र सीओ जैसे अन्य चक्रों से जुड़ा हुआ है2, नाइट्रोजन (एन2) और जल चक्र (एच2ओ)। यह इसे एक बहु-चक्रीय चरित्र देता है.
ओ के जलाशय2 और CO2 वे ऐसी प्रक्रियाओं से जुड़े हुए हैं जो कार्बनिक पदार्थों के निर्माण (प्रकाश संश्लेषण) और विनाश (श्वसन और दहन) को शामिल करते हैं। अल्पावधि में, ये ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रियाएं ओ की एकाग्रता की परिवर्तनशीलता का प्रमुख स्रोत हैं2 वातावरण में.
निस्संक्रामक बैक्टीरिया मिट्टी से नाइट्रेट्स के श्वसन के लिए ऑक्सीजन प्राप्त करते हैं, नाइट्रोजन को मुक्त करते हैं.
जलाशयों
भूमंडल
ऑक्सीजन सिलिकेट्स के मुख्य घटकों में से एक है। इसलिए, यह मेंटल और पृथ्वी की पपड़ी के एक महत्वपूर्ण अंश का गठन करता है.
- स्थलीय नाभिक: स्थलीय नाभिक के तरल बाहरी मेंटल में, लोहे के अलावा, अन्य तत्व होते हैं, उनमें से ऑक्सीजन.
- मंजिल है: हवा मिट्टी में कणों या छिद्रों के बीच रिक्त स्थान में विसरित होती है। इस ऑक्सीजन का उपयोग मृदा माइक्रोबायोटा द्वारा किया जाता है.
वातावरण
21% वायुमंडल ऑक्सीजन के रूप में डाइअॉक्सीजन (O) से बना है2)। वायुमंडलीय ऑक्सीजन की उपस्थिति के अन्य रूप जल वाष्प (एच) हैं2O), कार्बन डाइऑक्साइड (CO)2) और ओजोन (ओ)3).
- जल वाष्प: तापमान, वायुमंडलीय दबाव और वायुमंडलीय परिसंचरण धाराओं (जल चक्र) के आधार पर जल वाष्प की सांद्रता परिवर्तनशील होती है।.
- कार्बन डाइऑक्साइड: सीओ2 यह हवा के आयतन का लगभग 0.03% दर्शाता है। औद्योगिक क्रांति की शुरुआत के बाद से, सीओ की एकाग्रता में वृद्धि हुई है2 वातावरण में 145% से.
- ओजोन: एक अणु है जो स्ट्रैटोस्फियर में कम मात्रा में मौजूद होता है (0.03 - 0.02 भाग प्रति मिलियन मात्रा के हिसाब से).
हीड्रास्फीयर
पृथ्वी की सतह का 71% हिस्सा पानी से ढका है। महासागरों में, पृथ्वी की सतह पर मौजूद 96% से अधिक पानी केंद्रित है। समुद्रों के द्रव्यमान का 89% ऑक्सीजन है। सीओ2 यह पानी में भी घुल जाता है और वायुमंडल के साथ आदान-प्रदान की प्रक्रिया के अधीन है.
क्रायोस्फ़ेयर
क्रायोस्फीयर जमे हुए पानी के द्रव्यमान को संदर्भित करता है जो पृथ्वी के कुछ क्षेत्रों को कवर करता है। इन बर्फ द्रव्यमानों में पृथ्वी की पपड़ी में लगभग 1.74% पानी होता है। दूसरी ओर, बर्फ में फंसी आणविक ऑक्सीजन की मात्रा अलग-अलग होती है.
हेजीवित जीव
जीवित प्राणियों की संरचना करने वाले अधिकांश अणुओं में ऑक्सीजन होता है। दूसरी ओर, जीवित प्राणियों का एक उच्च अनुपात पानी है। इसलिए, स्थलीय बायोमास भी एक ऑक्सीजन आरक्षित है.
चरणों
सामान्य शब्दों में, एक रासायनिक एजेंट के रूप में ऑक्सीजन के बाद चक्र में दो बड़े क्षेत्र शामिल हैं जो इसके जैव रासायनिक चरित्र को बनाते हैं। इन क्षेत्रों का प्रतिनिधित्व चार चरणों में किया जाता है.
जिओनिवायरल क्षेत्र में वायुमंडल, जलमंडल, क्रायोस्फीयर और ऑक्सीजन जियोस्फीयर में विस्थापन और नियंत्रण शामिल है। इसमें जलाशय और स्रोत का पर्यावरण चरण और पर्यावरण में वापसी का चरण शामिल है.
जैविक क्षेत्र में, दो चरण भी शामिल हैं। वे प्रकाश संश्लेषण और श्वसन से जुड़े हैं.
-जलाशय और स्रोत का पर्यावरणीय चरण: वायुमंडल-जलमंडल-क्रायोस्फीयर-भू-मंडल
वातावरण
वायुमंडलीय ऑक्सीजन का मुख्य स्रोत प्रकाश संश्लेषण है। लेकिन ऐसे अन्य स्रोत हैं जिनसे ऑक्सीजन को वायुमंडल में शामिल किया जा सकता है.
इनमें से एक पृथ्वी के कोर का तरल बाहरी मैंटल है। ज्वालामुखी विस्फोट के माध्यम से ऑक्सीजन जल वाष्प के रूप में वायुमंडल में पहुंचती है। जल वाष्प स्ट्रेटोस्फीयर तक बढ़ जाता है जहां यह सूर्य से उच्च ऊर्जा विकिरण के परिणामस्वरूप फोटोलिसिस से गुजरता है और मुक्त ऑक्सीजन उत्पन्न होता है.
दूसरी ओर, श्वसन सीओ के रूप में ऑक्सीजन का उत्सर्जन करता है2. दहन प्रक्रियाएं, विशेष रूप से औद्योगिक प्रक्रियाएं, आणविक ऑक्सीजन का भी उपभोग करती हैं और सीओ प्रदान करती हैं2 वातावरण को.
वायुमंडल और जलमंडल के बीच आदान-प्रदान में, पानी के द्रव्यमान में भंग ऑक्सीजन वायुमंडल में गुजरता है। दूसरी ओर, सी.ओ.2 वायुमंडलीय को कार्बोनिक एसिड के रूप में पानी में भंग कर दिया जाता है। पानी में घुली ऑक्सीजन मुख्य रूप से शैवाल और साइनोबैक्टीरिया के प्रकाश संश्लेषण से आती है.
समताप मंडल
वायुमंडल के उच्च स्तर पर, उच्च-ऊर्जा विकिरण जल वाष्प को हाइड्रोलाइज करते हैं। शॉर्टवेव विकिरण हे अणुओं को सक्रिय करता है2. ये ऑक्सीजन रहित परमाणुओं (O) में विभाजित होते हैं.
ये O मुक्त परमाणु O अणुओं के साथ प्रतिक्रिया करते हैं2 और ओजोन (O) का उत्पादन करें3)। यह प्रतिक्रिया प्रतिवर्ती है। पराबैंगनी विकिरण के कारण ओ3 फिर से ऑक्सीजन मुक्त परमाणुओं में विघटित होता है.
वायुमंडलीय वायु के एक घटक के रूप में ऑक्सीजन विभिन्न ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं का हिस्सा बनता है, विभिन्न स्थलीय यौगिकों में शामिल होता है। ऑक्सीजन का एक महत्वपूर्ण सिंक ज्वालामुखीय विस्फोटों से गैसों का ऑक्सीकरण है.
हीड्रास्फीयर
पृथ्वी पर पानी की सबसे बड़ी सांद्रता महासागरों है, जहां ऑक्सीजन समस्थानिकों की एक समान एकाग्रता है। यह हाइड्रोथर्मल परिसंचरण प्रक्रियाओं के माध्यम से पृथ्वी की पपड़ी के साथ इस तत्व के निरंतर आदान-प्रदान के कारण है.
टेक्टोनिक प्लेटों और महासागर लकीरें की सीमा पर, गैस विनिमय की एक निरंतर प्रक्रिया उत्पन्न होती है.
क्रायोस्फ़ेयर
ध्रुवीय बर्फ, ग्लेशियरों और पर्माफ्रॉस्ट के द्रव्यमान सहित स्थलीय बर्फ के द्रव्यमान, ठोस अवस्था में पानी के रूप में ऑक्सीजन का एक महत्वपूर्ण सिंक बनाते हैं.
भूमंडल
इसी तरह, ऑक्सीजन मिट्टी के साथ गैसीय विनिमय में भाग लेती है। वहाँ यह मिट्टी के सूक्ष्मजीवों की श्वसन प्रक्रियाओं के लिए महत्वपूर्ण तत्व का गठन करता है.
मिट्टी में एक महत्वपूर्ण सिंक खनिज ऑक्सीकरण और जीवाश्म ईंधन के जलने की प्रक्रियाएं हैं.
ऑक्सीजन जो पानी के अणु (एच) का हिस्सा है2ओ) वाष्पीकरण-वाष्पोत्सर्जन और संघनन-वर्षा की प्रक्रियाओं में जल चक्र का अनुसरण करता है.
-प्रकाश संश्लेषक अवस्था
प्रकाश संश्लेषण क्लोरोप्लास्ट में किया जाता है। प्रकाश संश्लेषण के प्रकाश चरण के दौरान एक कम करने वाले एजेंट की आवश्यकता होती है, जो कि इलेक्ट्रॉनों का एक स्रोत है। इस मामले में कहा एजेंट पानी है (एच2ओ).
पानी से हाइड्रोजन (H) लेने से ऑक्सीजन (O) निकलती है2) अपशिष्ट उत्पाद के रूप में। पानी जड़ों से होकर मिट्टी में प्रवेश करता है। शैवाल और सायनोबैक्टीरिया के मामले में, यह जलीय वातावरण से आता है.
सभी आणविक ऑक्सीजन (O)2) प्रकाश संश्लेषण के दौरान उत्पादित पानी प्रक्रिया में इस्तेमाल होने वाले पानी से आता है। प्रकाश संश्लेषण में सीओ का सेवन किया जाता है2, सौर ऊर्जा और पानी (एच2ओ), और ऑक्सीजन जारी किया जाता है (ओ)2).
-वायुमंडलीय वापसी चरण
द ओ2 प्रकाश संश्लेषण में उत्पन्न पौधों के मामले में रंध्र के माध्यम से वायुमंडल में निष्कासित कर दिया जाता है। शैवाल और सायनोबैक्टीरिया झिल्ली प्रसार द्वारा इसे पर्यावरण में वापस कर देते हैं। इसी तरह, श्वसन प्रक्रियाएं कार्बन डाइऑक्साइड (CO) के रूप में पर्यावरण में ऑक्सीजन लौटाती हैं2).
-श्वसन अवस्था
अपने महत्वपूर्ण कार्यों को करने के लिए, जीवित जीवों को प्रकाश संश्लेषण द्वारा उत्पन्न रासायनिक ऊर्जा को प्रभावी बनाने की आवश्यकता होती है। यह ऊर्जा पौधों के मामले में कार्बोहाइड्रेट (शर्करा) के जटिल अणुओं के रूप में संग्रहीत होती है। बाकी जीव इसे आहार से प्राप्त करते हैं
वह प्रक्रिया जिसके द्वारा जीवित प्राणियों को आवश्यक ऊर्जा छोड़ने के लिए रासायनिक यौगिकों को प्रकट किया जाता है, श्वसन कहलाता है। यह प्रक्रिया कोशिकाओं में की जाती है और इसके दो चरण होते हैं; एक एरोबिक और दूसरा एनारोबिक.
पौधों और जानवरों में माइटोकॉन्ड्रिया में एरोबिक श्वसन होता है। बैक्टीरिया में यह साइटोप्लाज्म में किया जाता है, क्योंकि उनमें माइटोकॉन्ड्रिया की कमी होती है.
साँस लेने के लिए मूल तत्व ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में ऑक्सीजन है। सांस में ऑक्सीजन की खपत होती है (ओ2) और CO जारी है2 और पानी (एच2ओ), उपयोगी ऊर्जा का उत्पादन.
सीओ2 और पानी (जल वाष्प) को पौधों में रंध्र के माध्यम से छोड़ा जाता है। पशुओं में सी.ओ.2 यह नासिका और / या मुंह से और पानी पसीने के माध्यम से निकलता है। शैवाल और बैक्टीरिया में सीओ2 झिल्ली प्रसार द्वारा जारी किया जाता है.
photorespiration
प्रकाश की उपस्थिति में पौधों में, एक प्रक्रिया जो ऑक्सीजन और ऊर्जा की खपत करती है, जिसे फोटोरेस्पिरेशन कहा जाता है। सीओ एकाग्रता में वृद्धि के कारण तापमान में वृद्धि के साथ फोटोस्पिरेशन बढ़ता है2 O की एकाग्रता के बारे में2.
Photorespiration संयंत्र के लिए एक नकारात्मक ऊर्जा संतुलन स्थापित करता है। ओ का सेवन करें2 और रासायनिक ऊर्जा (प्रकाश संश्लेषण द्वारा निर्मित) और सीओ जारी करती है2. इसलिए उन्होंने इसे विकसित करने के लिए विकासवादी तंत्र विकसित किया है (सी 4 और मेटाबॉलिज़्म).
महत्ता
वर्तमान में जीवन का अधिकांश भाग एरोबिक है। ओ के प्रचलन के बिना2 ग्रह प्रणाली में, जैसा कि हम जानते हैं कि जीवन आज असंभव होगा.
इसके अलावा, ऑक्सीजन स्थलीय वायु द्रव्यमान का एक महत्वपूर्ण अनुपात बनाता है। इसलिए, यह वायुमंडलीय घटनाओं से जुड़ा हुआ है और इसके परिणामों में योगदान देता है: अन्य लोगों के बीच क्षणिक प्रभाव, जलवायु विनियमन.
प्रत्यक्ष रूप से, यह मिट्टी, ज्वालामुखी गैसों और धातु कृत्रिम संरचनाओं में ऑक्सीकरण प्रक्रियाएं उत्पन्न करता है.
ऑक्सीजन उच्च ऑक्सीडेटिव क्षमता वाला एक तत्व है। हालांकि ऑक्सीजन के अणु बहुत स्थिर होते हैं क्योंकि वे दोहरे बंधन बनाते हैं, जिससे ऑक्सीजन एक उच्च इलेक्ट्रोनगेटिविटी (इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करने की क्षमता) होती है, एक उच्च प्रतिक्रियाशील क्षमता होती है। इस उच्च इलेक्ट्रोनगेटिविटी के कारण ऑक्सीजन कई ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं में हस्तक्षेप करता है.
परिवर्तन
प्रकृति में होने वाली अधिकांश दहन प्रक्रियाओं में ऑक्सीजन की भागीदारी की आवश्यकता होती है। मानव द्वारा उत्पन्न उन में भी। ये प्रक्रियाएं एंथ्रोपिक शब्दों में सकारात्मक और नकारात्मक दोनों कार्यों को पूरा करती हैं.
जीवाश्म ईंधन (कोयला, तेल, गैस) के दहन से आर्थिक विकास में योगदान होता है, लेकिन साथ ही साथ यह ग्लोबल वार्मिंग में योगदान के कारण एक गंभीर समस्या का प्रतिनिधित्व करता है।.
बड़े जंगल की आग जैव विविधता को प्रभावित करती है, हालांकि कुछ मामलों में वे कुछ पारिस्थितिकी प्रणालियों में प्राकृतिक प्रक्रियाओं का हिस्सा हैं.
ग्रीनहाउस प्रभाव
ओजोन परत (O)3) समताप मंडल में, अतिरिक्त पराबैंगनी विकिरण के प्रवेश के खिलाफ वायुमंडल का सुरक्षात्मक कवच है। यह अत्यधिक ऊर्जावान विकिरण पृथ्वी के गर्म होने को बढ़ाता है.
दूसरी ओर, यह अत्यधिक उत्परिवर्ती और जीवित ऊतकों के लिए हानिकारक है। मनुष्यों और अन्य जानवरों में, यह कार्सिनोजेनिक है.
विभिन्न गैसों का उत्सर्जन ओजोन परत के विनाश का कारण बनता है और इसलिए पराबैंगनी विकिरण के प्रवेश की सुविधा प्रदान करता है। इन गैसों में से कुछ क्लोरोफ्लोरोकार्बन, हाइड्रोक्लोरोफ्लोरोकार्बन, एथिल ब्रोमाइड, उर्वरकों और हलों से नाइट्रोजन ऑक्साइड हैं।.
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