SIKLUS OKSIGEN

Disusun Oleh:

Windi Riyadi (1113096000037) Dito Prasetyo Utomo (111309600046) Risna Ayu Fadilah (1113096000048) Nur Azizah (1113096000056) Husnul Khotimah (1113096000048)

Pengertian

Oksigen adalah unsur ketiga terbanyak yang ditemukan berlimpah di matahari, dan

memainkan peranan dalam siklus karbon-nitrogen, yakni proses yang diduga menjadi

sumber energi di matahari dan bintang. Oksigen merupakan unsur gas, menyusun 21%

volume atmosfer dan diperoleh dengan pencairan dan penyulingan bertingkat. Sekitar dua

pertiga tubuh manusia dan sembilan persepuluh air adalah oksigen. Di alam, oksigen bebas

dihasilkan dari fotolisis air selama fotosintesis oksigenik. Ganggang hijau dan sianobakteri di

lingkungan lautan menghasilkan sekitar 70% oksigen bebas yang dihasilkan di bumi,

sedangkan sisanya dihasilkan oleh tumbuhan daratan.

Pertukaran oksigen terus-menerus yang terjadi antara atmosfer dengan air, tanaman

dengan makhluk hidup dan bahan mineral disebut sebagai siklus / daur oksigen. Siklus /

daur oksigen adalah salah satu siklus biogeokimia. Proses ini membentuk siklus yang

melibatkan lingkungan hidup yang disebut biosfer, dan lingkungan tak hidup - litosfer,

atmosfer dan hidrosfer. Oksigen merupakan gas yang dibutuhkan oleh makhluk hidup,

manusia misalnya, yang bernafas dengan menghirup oksigen yang ada di udara dan

selanjutnya masuk ke dalam sistem pernafasan. Demikian juga tanaman yang melakukan

pertukaran oksigen dengan makhluk hidup disekitarnya, juga pertukaran oksigen yang

terjadi di atmosfer bumi. Siklus oksigen terjadi karena semua makhluk hidup membutuhkan

oksigen untuk kelangsungan hidupnya. Sehingga dapat juga dikatakan bahwa siklus oksigen

adalah proses pertukaran oksigen di bumi ini yang berlangsung secara terus menerus tidak

ada habisnya. Dengan mengetahui pentingnya siklus oksigen maka diharapkan agar kita

tidak mengganggu ekosistem lingkungan yang dapat mengacaukan siklus oksigen.

Siklus Oksigen penting untuk kesehatan kita dan lingkungan kita. Kita membutuhkan

oksigen untuk respirasi. Oksigen pada nafas kita merupakan oxidises gula dalam makanan

untuk menghasilkan energi. Selama proses ini karbon dioksida dilepaskan dalam atmosfer.

Manusia membutuhkan oksigen untuk bernapas, Oksigen diperlukan untuk dekomposisi

limbah organik. Air dapat melarutkan oksigen dan inilah oksigen terlarut perairan yang

mendukung kehidupan.

2

Jadi siklus oksigen dapat juga dikatakan sebagai proses pertukaran oksigen di bumi ini yang

berlangsung secara terus menerus tidak ada habisnya. Selama evolusi awal bumi, oksigen

yang dibebaskan dari H2O uap oleh radiasi UV. Ini terakumulasi di atmosfer sebagai hidrogen

melarikan diri ke atmosfer bumi. Dengan munculnya kehidupan tanaman, fotosintesis juga

menjadi sumber oksigen. Oksigen juga dirilis sebagai karbon organik dalam CHO, dan

mendapat dimakamkan di sedimen.

Siklus ini menggambarkan pertukaran dari oksigen antara bentuk gas O2 yang terdapat

dengan jumlah besar dalam atmosfer, dan oksigen yang terikat secara kimia dalam CO2, H2O

dan bahan-bahan organik. Siklus ini berkaitan sangat erat dengan siklus unsur lainnya,

terutama dengan siklus karbon. Unsur oksigen menjadi yang terikat secara kimia melalui

berbagai proses yang menghasilkan energi, terutama pada perubahan dan proses metabolit

dalam organisme. Oksigen dilepaskan dari reaksi fotosintesis

Unsur ini secara cepat bersenyawa, membentuk oksida-oksida, seperti dengan aerobik atau

dengan karbon dan hidrogen dalam perubahan bahan bakar fosil seperti dengan metana

CH4 + 2O2 CO2 + 2 H2O

Suatu aspek yang sangat penting dari siklus distratosfer yaitu proses pembentukan ozon, O3.

Ozon membentuk lapisan tipis di stratosfer yang berfungsi sebagai filter dari radiasi

ultaviolet, dengan demikian dapat menjaga kehidupan dibumi dari kerusakan/kehancuran

yang disebabkan radiasi ini. Siklus oksigen disempurnakan atau diakhiri ketika unsur oksigen

masuk kembali ke atmosfer dalam bentuk gas. Hanya satu cara yang signifikan dimana hal

tersebut terjadi yaitu melalui fotosintesis yang dilakukan tumbuhan.

Siklus oksigen adalah serangkaian proses rumit di mana semua atom oksigen hadir di bumi

beredar. Oksigen adalah salah satu dari lebih dari 100 unsur yang diketahui, dan salah satu

dari enam unsur utama dari organisme hidup. Bumi tidak menerima masalah dari luar

kecuali dari sesekali meteorit (dan ini diabaikan). Dengan demikian, atom oksigen (bersama

dengan unsur-unsur lain) adalah bagian dari sistem tertutup, yaitu, mereka tidak dapat

hilang atau diisi ulang. Tetap ini jumlah atom oksigen di daur ulang di seluruh bumi semua

proses yang menggunakan bahan kimia yang mengandung oksigen. Proses ini membentuk

3

siklus yang melibatkan lingkungan hidup disebut biosfer, dan lingkungan tak hidup - litosfer,

atmosfer dan hidrosfer.

Pada Tanaman

Tanaman menandai awal siklus oksigen. Tanaman dapat menggunakan energi sinar

matahari untuk mengubah karbon dioksida dan air menjadi karbohidrat dan oksigen dalam

proses yang disebut fotosintesis. Pada siang hari, tanaman berpegang sedikit oksigen yang

dihasilkan dalam fotosintesis dan menggunakan oksigen untuk memecah karbohidrat.

Namun, untuk mempertahankan metabolisme dan terus respirasi pada malam hari,

tanaman harus menyerap oksigen dari udara dan melepaskan karbon dioksida seperti

hewan. Meskipun tanaman menghasilkan kira-kira sepuluh kali lebih banyak oksigen di siang

hari ketika mereka mengkonsumsi pada malam hari, malam-waktu konsumsi oksigen oleh

tanaman dapat menciptakan kondisi oksigen yang rendah di beberapa habitat air.

Oksigen dalam Air

Oksigen di dalam air yang dikenal sebagai oksigen terlarut atau DO. Di alam, oksigen masuk

air ketika air mengalir di atas batu dan menciptakan jumlah besar luas permukaan. Luas

permukaan yang tinggi memungkinkan untuk mentransfer oksigen dari udara ke dalam air

sangat cepat.

Ketika air di sungai memasuki sebuah kolam, mikroorganisme di dalam kolam mulai

memetabolisme (break down) bahan organik, mengkonsumsi oksigen dalam proses. Ini

adalah bentuk lain dari siklus oksigen - oksigen memasuki jeram dan air di daun air di kolam.

Oxygen uptake rate (OUR) adalah tingkat di mana oksigen dikonsumsi oleh organisme hidup

di dalam air. Karena organisme terus-menerus menggunakan oksigen ke dalam air dan

oksigen secara konstan memasuki kembali air dari udara, jumlah oksigen dalam air tetap

relatif konstan. Pada ekosistem yang sehat, tingkat perpindahan oksigen (yang digunakan

atas) dan diimbangi penyerapan oksigen di dalam air.

Pada Organisme

Terakhir adalah organisme dunia. Mereka menggunakan oksigen dalam banyak bentuk.

Mereka Menggunakan oksigen dalam banyak bentuk. Peran mereka dalam siklus dimulai

4

dengan karbon dioksida di atmosfer. Tanaman menerima bahwa karbon dioksida dan

menggabungkannya dengan air untuk membuat molekul gula dan oksigen. Bahwa tanaman

menerima karbon Dioksida dan menggabungkannya dengan air untuk membuat gula dan

molekul oksigen. Melalui proses metabolisme, gula terurai menjadi air dan karbon dioksida.

Melalui proses metabolisme, gula udara dan terurai menjadi karbon Dioksida. Kemudian

siklus dimulai lagi.

Pada Oksigen

Oksigen adalah salah satu dari senyawa utama yang ditemukan di Atmosfer bumi. Tidak

pernah ditemukan mengapung di sekitar sebagai individu atom, tetapi selalu dengan unsur-

unsur lain. Molekul oksigen memiliki dua atom oksigen. Beberapa molekul memiliki tiga

atom oksigen yang disebut ozon. Hal ini juga ditemukan dalam molekul air dan karbon

dioksida. Bahwa oksigen mengapung melalui atmosfer sampai turun ke bumi dan mulai

salah satu dari banyak siklus. Hal ini sangat reaktif, tidak berwarna, tidak berbau gas pada

suhu biasa, berubah menjadi kebiru-biruan cair pada -183 ° C. Pada evolusi awal bumi,

radiasi ultraviolet pada uap air diyakini telah dirilis Oksigen yang kemudian terakumulasi di

atmosfer. Oksigen sangat penting bagi kehidupan, sebagaimana kita ketahui di bumi.

Organisme hidup membutuhkan oksigen untuk bernapas dan untuk menghasilkan energi.

Hal ini penting dalam banyak cara lain juga. Hal ini hadir dalam atmosfer dalam bentuk ozon

dan memberikan perlindungan kepada kehidupan dengan menyaring matahari sinar

ultraviolet. Pembakaran atau pembakaran pada intinya adalah reaksi oksidasi.

Pada Reservoir oksigen cadangan oksigen

Sejauh reservoir terbesar Bumi oksigen dalam silikat dan oksida mineral dari kerak dan

mantel (99,5%). Hanya sebagian kecil yang hadir sebagai oksigen bebas dalam biosfer

(0,01%) dan atmosfer (0.49%).

Pada Biosfer dan Atmosfer

Dalam biosfer dan atmosfer, tanaman menandai awal siklus oksigen. Tanaman dapat

menggunakan energi dari cahaya matahari untuk mengubah karbon dioksida dan air

menjadi karbohidrat dan oksigen dalam proses yang disebut fotosintesis. Ini berarti bahwa

5

tanaman "bernapas" dalam karbon dioksida dan "bernapas" keluar oksigen. Hewan

membentuk setengah bagian dari siklus oksigen. Mereka menghirup oksigen yang mereka

gunakan untuk memecah karbohidrat turun menjadi energi dalam proses yang disebut

respirasi. Karbon dioksida yang dihasilkan selama respirasi adalah binatang menghela napas

ke udara. Tetapi siklus oksigen sebenarnya tidak sesederhana itu. Tanaman juga harus

memecah karbohidrat turun menjadi energi seperti hewan lakukan. Tapi tanaman

menghasilkan kira-kira sepuluh kali lebih banyak oksigen yang mereka konsumsi.

Sebuah tambahan pasokan oksigen atmosfer berasal dari fotolisis, dimana energi tinggi

radiasi ultraviolet memecah atmosfer air dan nitrite menjadi komponen atom. Bebas atom

Hydrogen dan Nitrogen melarikan diri ke luar angkasa meninggalkan Oksigen di atmosfer.

Bebas atom Hidrogen dan Nitrogen melarikan diri ke luar angkasa Meninggalkan Oksigen di

Atmosfer. Sebagian besar oksigen hadir dalam atmosfer digunakan selama mekanisme

respirasi dan pembusukan di mana kehidupan hewan dan bakteri mengkonsumsi oksigen

dan melepaskan karbon dioksida. Karena litosferik mineral yang dioksidasi menggunakan

oksigen, kimia pelapukan batuan yang terpajan juga mengkonsumsi oksigen.

Oksigen juga bersepeda antara biosfer dan litosfer.

Oksigen juga bersepeda antara biosfer dan litosfer. Organisme laut dalam biosfer membuat

bahan shell kalsium karbonat (CaCO3) yang kaya oksigen. Ketika organisme mati

cangkangnya diendapkan pada dasar laut yang dangkal dan dimakamkan sepanjang waktu

untuk menciptakan batu kapur dari litosfer. Proses pelapukan diprakarsai oleh organisme

dapat juga bebas oksigen dari litosfer. Ekstrak tumbuhan dan hewan gizi mineral dari

bebatuan dan melepaskan oksigen dalam proses.

Mempertahankan Siklus Oksigen

Dengan peningkatan tingkat polusi atmosfer dan penggundulan hutan skala besar, para ahli

khawatir mengganggu keseimbangan di atmosfer - mungkin ada saatnya ketika jumlah

karbon di oksida ini sangat besar dan hanya ada beberapa tanaman dan pohon untuk

rahasia menjadi Oksigen. Krisis ini tidak akan mengetahui batas-batas internasional. Ini

adalah keharusan bahwa kita menanam lebih banyak pohon dan mengurangi polusi

kendaraan dan industri.

6

Siklus oksigen dan lingkungan

Siklus oksigen memainkan peran penting dalam dekomposisi limbah organik. Bila jaringan

yang mati (senyawa karbon) meluruh oleh kombinasi oksidasi dan mikroorganisme

pembusukan, karbon dioksida dilepaskan kembali ke atmosfer.

Sebuah siklus lambat terjadi bila masalah mineral dioksidasi, seperti dalam pembentukan

batu. Isi biodegradable zat dalam air limbah dinyatakan oleh indeks khusus yang disebut

"permintaan oksigen biologis" (BOD), yang mewakili jumlah oksigen yang diperlukan oleh

bakteri aerobik untuk menguraikan limbah. Dengan oksigen yang tersedia tidak cukup untuk

bakteri ini, misalnya, membuang-buang banyak dalam tubuh air, mereka mati dan bakteri

anaerob yang tidak memerlukan oksigen mengambil alih. Bakteri ini mengubah bahan

limbah menjadi H2S dan lain beracun dan zat-zat berbau busuk.

Oksigen adalah salah satu bagian terpenting bagi organisme hidup maupun materi tidak

hidup. Konsentrasi tertinggi terdapat pada bagian kulit keras, atmosfir ,hidrosfir,dan biosfir,

oleh karena itu oksigen perlu mendapat perhatian khusus. Oksigen diatmosfer selalu

merupakan elemen bebas dalam bentuk O2. Reaksi oksigen terhadap pengikatan dengan

unsur lain, cukup mampu untuk mengontrol keberadaan senyawa lain seperti Karbon,

hidrogen, nitrogen, sulfur dan besi, jika telah terjadi perubahan kimia di lingkungan akibat

bencana.

Jumlah oksigen yang ada diatmosfer adalah bioproduk dari proses fotosintesa, dimana oleh

bantuan cahaya UV proses dapat berlangsung. Reaksi ini disebut dissosiasi cahaya dan

hidrogen terlepas diudara. Reaksi kimia yang merubah dua atom oksigen menjadi tiga atom

oksigen dengan bantuan sinar UV disebut fotolisis. Produk eaksi tersebut adalah ozon.

Lapisan ini penting di atmosfer karena mampu mengurangi penetrasi sinar UV ke bumi.

Sinar UV tersebut dapat mematikan banyak kehidupan di permukaan bumi, jika tidak ada

lapisan ozon yang menjadi filternya.

O2 Sinar UV O + O (atom oksigen)

O + O2 O3

7

Pada persamaan dibawah ini memperlihatkan suatu reaksi oksidasi dengan bersamaan

masuknya sinar UV (realatif kecil) dan menghasilkan energi kimia atau yang lebih dikenal

sebagai proses fotosintesis

(CH2O)n + nO2 nCO2 + nH2O

Karbohidrat + dioksigen karbon dioksida + air

Hasil pembakaran fosil juga menghasilkan karbon dioksida dan air atas tanggungan

dioksigen, tetapi peristiwa ini dapat merusak proses oksidasi dari bahan organik yang mati.

Oksigen diatmosfer berbentuk gas pada suhu ruang, dan akan bereaksi dengan asam karbon

(CO2), sulfur (SO2), dan nitrit. Perubahan atau reaksi yang terjadi akan menghasilkan

berbagai bentuk senyawa dan tergantung pada jumlah atom/molekul yang diikatnya, hasil

reaksi ini akan berasosiasi dengan air di lapisan bumi.

Oksigen merupakan hasil radiasi ultra violet terhadap uap air dalam atmosfer, kemudian gas

O2 yang terbentuk akan membentuk gas ozon yang kemudian teruai lagi menjadi gas O2

dengan persamaan reaksi sebagai berikut :

H2O(g) UV H. + OH

2OH . H2O(g) + O

O. + O. O2

O. + O2 O3

Siklus oksigen melibatkan pergerakan oksigen antara atmosfer, badan air, tanah dan batu-

batu di bawahnya. Oksigen adalah unsur yang diperlukan kehidupan di bumi. Ini menempati

sekitar 20 persen dari atmosfer berdasarkan volume, dan bersama-sama dengan nitrogen

yang terdiri dari hampir 80 persen dari atmosfer, kedua membuat hampir semua komposisi

8

atmosfer. Selain jumlah di atmosfer, oksigen juga merupakan bagian dari mantel tanah,

batu-batu di bawah mantel ini, dan merupakan konstituen air di lautan, danau dan sungai.

Sebuah fitur oksigen adalah bahwa sangat sering berkaitan dengan unsur-unsur lain, seperti

dalam kasus air (H2O), karbon dioksida (CO2) dan oksida besi (Fe2O3). Ini juga

mengkombinasikan dengan berbagai elemen lain yang membentuk kerak bumi. Dengan

demikian bagian dari banyak siklus global utama lain. Sebagian besar bumi total oksigen

yang disimpan di bebatuan dan mineral (sekitar 99 persen) yang merupakan bagian dari

litosfer, padat luar lapisan kerak bumi. Terbesar berikutnya jumlah yang akan ditemukan di

atmosfer dan sebagian kecil, meskipun sangat penting, adalah dalam biosfer.

Beberapa oksigen di atmosfer adalah dalam bentuk ozon (O3). Ini ditemukan tinggi di

atmosfer di zona stratosfir. Lapisan ozon ini menyerap sebagian besar sinar ultraviolet dari

matahari. Sinar seperti itu berbahaya bagi sel-sel hidup. Saat ini sudah ada beberapa

kekhawatiran bahwa perubahan lain di atmosfer, yang disebabkan oleh manusia, dapat

mengurangi konsentrasi ozon dan dengan demikian menjaga efektivitas manusia terhadap

sinar ultraviolet.

Di atmosfer terdapat kandungan CO2 sebanyak 0.03%. Sumber-sumber CO2 di udara berasal

dari respirasi manusia dan hewan, erupsi vulkanik, pembakaran batubara, dan asap pabrik.

Karbon dioksida di udara dimanfaatkan oleh tumbuhan untuk berfotosintesis dan

menghasilkan oksigen yang nantinya akan digunakan oleh manusia dan hewan untuk

berespirasi. Hewan dan tumbuhan yang mati, dalam waktu yang lama akan membentuk

batubara di dalam tanah. Batubara akan dimanfaatkan lagi sebagai bahan bakar yang juga

menambah kadar C02 di udara.

Di ekosistem air, pertukaran C02 dengan atmosfer berjalan secara tidak langsung. Karbon

dioksida berikatan dengan air membentuk asam karbonat yang akan terurai menjadi ion

bikarbonat. Bikarbonat adalah sumber karbon bagi alga yang memproduksi makanan untuk

diri mereka sendiri dan organisme heterotrof lain. Sebaliknya, saat organisme air

berespirasi, C02 yang mereka keluarkan menjadi bikarbonat. Jumlah bikarbonat dalam air

adalah seimbang dengan jumlah C02 di air.

Potensi Siklus oksigen

9

Siklus oksigen terkait dengan siklus karbon. Dari proses fotosintesis tanaman, dihasilkan

oksigen ke udara. Oksigen adalah salah satu bagian terpenting bagi organisme hidup

maupun materi tidak hidup. Siklus oksigen digunakan juga oleh organisme di darat dan

bahkan di air untuk respirasi dan metabolisme. Oksigen ini diperlukan oleh organisme untuk

respirasi, menghancurkan bahan organik menjadi senyawa yang lebih sederhana (CO2). CO2

ini akan digunakan kembali untuk fotosintesis dengan hasil samping O2 (siklus berulang).

Selain itu, O2 digunakan untuk pelapukan oksidatif dan pembakaran bahan baku fosil. Selain

itu, O2 di udara dapat berbentuk ion, atom tereksitasi ataupun ozon O3 akibat pengaruh

radiasi ultraviolet. Oksigen tereksitasi akan memancarkan cahaya tampak pada panjang

gelombang tertentu menimbulkan fenomena cahaya langit (air glow). Sementara, ozon

berfungsi sebagai pelindung bumi karena menyerap radiasi UV.

Proses pembentukan ozon merupakan suatu aspek yang sangat penting dari siklus

distratosfer. Ozon membentuk lapisan tipis di stratosfer yang berfungsi sebagai filter dari

radiasi ultaviolet, dengan demikian dapat menjaga kehidupan dibumi dari

kerusakan/kehancuranyang disebabkan radiasi ini. Siklus oksigen disempurnakan atau

diakhiri ketika unsur oksigen masuk kembali ke atmosfer dalam bentuk gas. Hanya satu cara

yang signifikan dimana hal tersebut terjadi yaitu melalui fotosintesis yang dilakukan

tumbuhan

Siklus oksigen juga berperan penting dalam dekomposisi limbah organik. Bila jaringan yang

mati (senyawa karbon) meluruh oleh kombinasi oksidasi dan mikroorganisme pembusukan,

karbon dioksida dilepaskan kembali ke atmosfer. Sebuah siklus yang lambat terjadi dalam

proses mineral dioksidasi, seperti dalam pembentukan batu. Isi biodegradable zat dalam air

limbah dinyatakan oleh indeks khusus yang disebut"permintaan oksigen biologis" (BOD),

yang mewakili jumlah oksigen yang diperlukan oleh bakteri aerobik untuk menguraikan

limbah. Bila oksigen yang diperlukan tidak cukup untuk bakteri aerob, mereka akan mati dan

bakteri anaerob yang tidak memerlukan oksigen mengambil alih. Bakteri ini mengubah

bahan limbah menjadi H2S, zat yang beracun lainnya dan zat-zat berbau busuk

Dengan mengetahui potensi siklus oksigen di kehidupan maka sudah tentu sekarang saatnya

untuk mulai mempertahankan keberlangsungan siklus oksigen. Beberapa caranya adalah

dengan menambah jumlah tanaman, menggunakan sistem tebang pilih tanam, mengurangi

penggunaan kendaraan bermotor, dan tentu masih banyak lagi kegiatan yang dapat

dilakukan.

10

Peranan Biologis

1. Fotosintesis dan Respirasi

Di alam, oksigen bebas dihasilkan dari fotolisis air selama fotosintesis oksigenik.

Ganggang hijau dan sianobakteri di lingkungan lautan menghasilkan sekitar 70% oksigen

bebas yang dihasilkan di bumi, sedangkan sisanya dihasilkan oleh tumbuhan daratan.

Persamaan kimia yang sederhana untuk fotosintesis adalah:

6CO2 + 6H2O + foton → C6H12O6 + 6O2

Evolusi oksigen fotolitik terjadi di membran tilakoid organisme dan memerlukan

energi empat foton. Terdapat banyak langkah proses yang terlibat, namun hasilnya

merupakan pembentukan gradien proton di seluruh permukaan tilakod. Ini digunakan untuk

mensintesis ATP via fotofosforilasi. O2 yang dihasilkan sebagai produk sampingan kemudian

dilepaskan ke atmosfer.

Dioksigen molekuler, O2, sangatlah penting untuk respirasi sel organisme aerob.

Oksigen digunakan di mitokondria untuk membantu menghasilkan adenosina trifosfat (ATP)

selama fosforilasi oksidatif. Reaksi respirasi aerob ini secara garis besar merupakan

kebalikan dari fotosintesis, secara sederhana:

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 2880 kJ•mol-1

Pada vetebrata, O2 berdifusi melalui membran paru-paru dan dibawa oleh sel darah

merah. Hemoglobin mengikat O2, mengubah warnanya dart merah kebiruan menjadi merah

cerah. Terdapat pula hewan lainnya yang menggunakan hemosianin (hewan moluska dan

beberapa antropoda) ataupun hemeritrin (labalaba dan lobster). Satu liter darah dapat

melarutkan 200 cc O2.

11

Spesi oksigen yang reaktif misalnya ion superoksida (O2) dan hidrogen peroksida

(H2O2), adalah produk sampingan penggunaan oksigen dalam tubuh organisme. Namun,

bagian sistem kekebalan organisme tingkat tinggi pula menghasilkan peroksida,

superoksida, dan oksigen singlet untuk menghancurkan mikroba. Spesi oksigen reaktif juga

memainkan peran yang penting pada respon hipersensitif tumbuhan melawan serangan

patogen. Dalam keadaan istirahai, manusia dewasa menghirup 1,8 sampai 2,4 gram oksigen

per menit. Jumlah ini setara dengan 6 milyar ton oksigen yang dihirup oleh seluruh manusia

per tahun.

2. Penumpukan Oksigen di Atmosfer

Peningkatan kadar O2 di atmosfer bumi: 1) tiada O2 yang dihasilkan; 2) O2 dihasilkan,

namun diserap samudera dan batuan dasar laut; 3) O2 mulai melepaskan diri dari

samudera, namun diserap oleh permukaan tanah dan pembentukan lapisan ozon; 4-5) gas

O2 mulai berakumulasi.

Gas oksigen bebas hampir tidak terdapat pada atmosfer bumi sebelum munculnya

arkaea dan bakteri fotosintetik. Oksigen bebas pertama kali muncul dalam kadar yang

signifikan semasa masa Paleoproterozoikum (antara 2,5 sampai dengan 1,6 milyar tahun

yang lalu). Pertama-tama, oksigen bersamaan dengan besi yang larut dalam samudera,

membentuk formasi pita besi (Banded iron formation). Oksigen mulai melepaskan did dari

samudera 2,7 milyar tahun lalu, dan mencapai 10% kadar sekarang sekitar 1,7 milyar tahun

lalu.

Keberadaan oksigen dalam jumlah besar di atmosfer dan samudera kemungkinan

membuat kebanyakan organisme anaerob hampir punah semasa bencana oksigen sekitar

2,4 milyar tahun yang lalu. Namun, respirasi sel yang menggunakan O2 mengijinkan

organisme aerob untuk memproduksl lebih banyak ATP daripada organisme anaerob,

sehingga organisme aerob mendominasi biosfer bumi. Fotosintesis dan respirasi seluler O2

mengijinkan berevolusinya sel eukariota dan akhimya berevolusi menjadi organisme

multisel seperti tumbuhan dan hewan.

12

Sejak permulaan era Kambrium 540 juta tahun yang lalu, kadar O2 berfluktuasi antara

15% sampai 30% berdasarkan volume.[46] Pada akhir masa Karbon, kadar O2 atmosfer

mencapai maksimum dengan 35% berdasarkan volume, mengijinkan serangga dan amfibi

tumbuh lebih besar daripada ukuran sekarang. Aktivitas manusia, meliputi pembakaran 7

milyar ton bahan bakar fosil per tahun hanya memiliki pengaruh yang sangat kecil terhadap

penurunan kadar oksigen di atmosfer. Dengan laju fotosintesis sekarang ini, diperlukan

sekitar 2.000 tahun untuk memproduksi ulang seluruh O2 yang ada di atmosfer sekarang.

Proses Terjadinya Siklus Oksigen

13