SIKLUS OKSIGEN--kimling
-
Upload
risna-ayu-fadilah -
Category
Documents
-
view
216 -
download
1
description
Transcript of SIKLUS OKSIGEN--kimling
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