L'oxygène atmosphérique est nécessaire à la respiration de tous les végétaux et animaux terrestres et aquatiques: la décomposition des composés organiques en carbone et en énergie nécessaires à l'entretien et à la croissance cellulaires. Les plantes et les animaux renvoient ensuite de l'oxygène dans l'atmosphère, le sol ou l'eau, bien qu'il existe de multiples voies d'absorption de l'oxygène, principalement en interagissant avec d'autres molécules du sol et de l'eau.

L'atmosphère terrestre a une concentration en oxygène de 21% et l'élément est rapidement recyclé entre les plantes, les animaux et l'atmosphère par la photosynthèse et la respiration. Dans l'eau, l'oxygène se déplace beaucoup plus lentement, de sorte que la consommation d'oxygène par la respiration dépasse souvent la production par la photosynthèse, entraînant des changements quotidiens dans les concentrations d'oxygène dissous. De même, la pénétration de l'oxygène dans le sol saturé est beaucoup plus lente que dans le sol sec, ce qui entraîne des concentrations d'oxygène différentes dans différentes parties du sol. Ceci, à son tour, influe sur le transport de l'oxygène.

Photosynthèse

Dans la photosynthèse, le dioxyde de carbone atmosphérique est transformé en glucose à l'intérieur des feuilles des plantes. L'oxygène est un sous-produit de la photosynthèse et libéré par les plantes dans l'atmosphère. Il peut également être libéré par le système racinaire, fournissant de l'oxygène au sol. La végétation aquatique submergée et le phytoplancton libèrent de l'oxygène produit pendant la photosynthèse dans l'eau. Les plantes terrestres et aquatiques rendent l'oxygène disponible pour la respiration par d'autres plantes et animaux.

La respiration est un processus cellulaire effectué par les plantes et les animaux. Pendant la respiration, l'oxygène moléculaire est utilisé pour décomposer les composés de carbone organique. Chez les animaux, ce carbone provient des aliments qu'ils consomment, tandis que le carbone des plantes est obtenu lors de la photosynthèse. La respiration qui nécessite de l'oxygène est appelée respiration aérobie et consiste en des électrons acceptant de l'oxygène provenant du carbone. Des éléments autres que l'oxygène peuvent être utilisés pour accepter les électrons du carbone, bien qu'ils soient moins efficaces.

Respiration anaérobie

L'oxygène fournit le plus d'énergie aux plantes, animaux et microbes pendant la respiration. Cependant, lorsque tout l'oxygène dans l'eau ou le sol saturé a été consommé, certains microbes peuvent remplacer d'autres composés pour l'oxygène, y compris le fer, le manganèse, le nitrate et le sulfate, dans un processus connu sous le nom de respiration anaérobie. La respiration anaérobie est courante dans les sols des zones humides, qui sont souvent inondés et ont des concentrations d'oxygène plus faibles que les sols plus secs. Lorsque l'oxygène rentre dans le sol ou l'eau, la respiration aérobie recommence.