宇宙丰度和自然来源
宇宙和恒星起源
氧是宇宙中丰度第三高的元素，约占所有原子的1%。它主要通过大质量恒星中的恒星核合成形成：
- α过程——恒星中的硅燃烧通过聚变反应生成氧
- 氦燃烧——红巨星中的三α过程生成碳，碳与氦聚变形成氧
- 超新星核合成——恒星的爆炸性死亡将氧扩散到整个星系
- 恒星风——演化恒星不断用氧 enriquec?
我们太阳系中的氧约在46亿年前由富氧分子云的引力坍缩形成。
大气丰度
地球大气按体积计含有20.946%的氧，仅次于氮，是大气中丰度第二高的气体。这个巨大的储库约含有1.2 × 10¹⁵吨氧气。
惊人事实：大气中的氧几乎全部来自生物——由光合生物经过数十亿年产生。24亿年前的大氧化事件从根本上改变了地球大气。
大气氧循环涉及以下各部分之间的持续交换：
- 光合作用——植物、藻类和蓝细菌每年产生约3300亿吨O₂
- 呼吸作用——生物体消耗氧气来产生细胞能量
- 燃烧——自然火灾和人为火灾消耗大气中的氧
- 化学风化——岩石氧化缓慢地从大气中移除氧
地壳和岩石圈丰度
氧在地球地壳中占主导地位，按重量计约占46.1%，因此是固态地球中丰度最高的元素。主要的含氧矿物包括：
硅酸盐矿物（地壳的95%）
- 石英（SiO₂）——纯二氧化硅，广泛存在于砂岩和花岗岩中
- 长石族——钾、钠和钙铝硅酸盐
- 辉石和角闪石——铁、镁和钙硅酸盐
- 橄榄石（(Mg,Fe)₂SiO₄）——是地球上地幔的主要矿物
- 黏土矿物——含水铝硅酸盐和镁硅酸盐
氧化物矿物
- 赤铁矿（Fe₂O₃）——主要铁矿石矿物
- 磁铁矿（Fe₃O₄）——具有磁性的氧化铁
- 刚玉（Al₂O₃）——氧化铝（蓝宝石和红宝石）
- 金红石（TiO₂）——二氧化钛
- 赤铜矿（Cu₂O）——氧化铜矿石
碳酸盐矿物
- 方解石（CaCO₃）——石灰岩和大理石的主要成分
- 白云石（CaMg(CO₃)₂）——碳酸钙镁
- 菱铁矿（FeCO₃）——碳酸铁
水圈分布
水（H₂O）按质量计含有88.8%的氧，使地球水圈成为巨大的氧储库：
- 海洋——1.37 billion km³，含有约1.2 × 10¹⁶吨氧
- 冰盖和冰川——2440万km³的冰冻水
- 地下水——全球含水层中的2340万km³地下水
- 湖泊和河流——178,000 km³淡水地表水
- 大气水蒸气——12900 km³，持续循环
天然水中的溶解氧
水生生态系统依赖溶解氧（DO）水平：
- 冷的淡水——在0°C时最高可达14.6 mg/L（冰冷的山间溪流）
- 温带湖泊——8-12 mg/L，因温度产生季节性变化
- 热带水域——温暖表层水中为6-8 mg/L
- 海水——6-8 mg/L，随温度和盐度变化
- 深海——缺氧最小带中为2-6 mg/L
生物氧生产
光合生物是地球氧气的最终来源：
- 海洋浮游植物——产生地球氧气的50-85%
- 热带雨林——亚马孙雨林产生约20%的大气氧
- 北方森林——北部针叶林作出了重要贡献
- 草原和农作物——农业区和大草原
- 蓝细菌——存在于海洋和淡水环境中的蓝绿色藻类
地外氧
氧遍布太阳系和宇宙：
- 火星大气——含0.13%的氧，主要来自CO₂的光解
- 木卫二大气——水冰辐解产生的稀薄氧气大气
- 彗星——水冰中含有冻结的氧
- 陨石——氧化物矿物为早期太阳系提供线索
- 系外行星大气——寻找氧信号，将其作为潜在的生物标志