Ciclo do oxigênio

Por 11 de junho de 2026

por Eneli Gomes

Os ciclos biogeoquímicos são tópicos frequentes nas provas pré-vestibulares e ENEM. Não vai ser logo o ciclo do oxigênio que você vai deixar de fora, não é mesmo? Fique nessa aula para saber tudo que você precisa e arrasar nas provas!

O QUE É O CICLO DO OXIGÊNIO?

O ciclo do oxigênio é um dos processos biogeoquímicos fundamentais para a manutenção da vida na Terra, responsável por regular a presença e a disponibilidade de oxigênio na atmosfera, na hidrosfera e na litosfera. Ele funciona em estreita interação com outros ciclos naturais, especialmente o carbono e o nitrogênio, equilibrando as atividades biológicas, químicas e geológicas que produzem ou consomem esse gás essencial. 

O oxigênio é indispensável tanto para a respiração aeróbica de praticamente todos os seres vivos quanto para processos abióticos importantes, como combustão natural, oxidação de minerais e formação da camada de ozônio. Embora a impressão seja a de que a quantidade de oxigênio atmosférico permaneça constante, seu equilíbrio é resultado de fluxos contínuos que ocorrem desde a origem da vida no planeta.

ETAPAS DO CICLO DO OXIGÊNIO

O ciclo do oxigênio é composto por algumas etapas centrais que se interligam continuamente: a fotossíntese, a respiração celular, a decomposição, as reações químicas de oxidação, a dinâmica do ozônio estratosférico e os processos de armazenamento e liberação geológica. 

Cada uma dessas etapas envolve processos biológicos e físico-químicos que mantêm o oxigênio circulando entre a atmosfera, os oceanos, os seres vivos e a crosta terrestre. Entender essas etapas de forma detalhada é essencial para compreender como o oxigênio se mantém disponível e como as alterações ambientais podem afetar todo o ciclo.

Esquema biogeoquímico do Ciclo do Oxigênio ilustrando a interação entre fotossíntese, respiração aeróbia e decomposição.

Fonte: Imagem adaptada e gerada por Inteligência Artificial (Gemini, 2026).


1. PRODUÇÃO DE OXIGÊNIO PELA FOTOSSÍNTESE

A primeira etapa é a fotossíntese, processo indispensável para a produção de oxigênio livre na atmosfera. Durante a fotossíntese, organismos clorofilados, como plantas, algas e cianobactérias, captam a luz solar por meio de pigmentos fotossintéticos e utilizam essa energia para converter dióxido de carbono e água em glicose, liberando oxigênio como subproduto. Esse oxigênio provém da quebra das moléculas de água, e não do CO₂. 

Além disso, a fotossíntese é responsável por produzir a maior parte do oxigênio que respiramos atualmente, especialmente devido ao fitoplâncton marinho, que contribui significativamente para a oxigenação dos oceanos e da atmosfera. 

Os mares serem os principais produtores de oxigênio demonstra como o ciclo do oxigênio depende fortemente da saúde dos ecossistemas aquáticos e da estabilidade climática, já que fatores como a turbidez da água, o aquecimento global e a acidificação dos oceanos podem diminuir a eficiência fotossintética.

Fotografia de um tipo de alga unicelular (Licmophora flabellata).

(Imagem de Jan van IJken)

2. CONSUMO DE OXIGÊNIO PELA RESPIRAÇÃO AERÓBICA: 

A segunda etapa é a respiração aeróbica, processo que consome o oxigênio liberado pela fotossíntese. Durante a respiração, seres vivos utilizam o oxigênio para oxidar moléculas orgânicas e obter energia para suas funções vitais. A glicose é degradada em dióxido de carbono e água, e as células capturam a energia liberada nessa quebra para produzir ATP (molécula que abastece praticamente todas as atividades celulares). 

Assim, o ciclo do oxigênio se conecta diretamente ao ciclo do carbono, já que o CO₂ liberado na respiração retorna ao ambiente e pode ser novamente utilizado na fotossíntese. Todo organismo aeróbico, desde microrganismos até grandes animais, depende dessa etapa, tornando o equilíbrio entre produção e consumo de oxigênio essencial para a manutenção de ecossistemas complexos.

GIF ilustrando a respiração celular aeróbica na qual o O₂ (nesse caso, transportado por uma hemácia), na mitocôndria, é utilizado para que os nutrientes possam ser convertidos em energia (ATP). Durante esse processo também são liberados CO₂ e H₂0.  (GIF de Human Bio Media)

3. CONSUMO DE OXIGÊNIO NA DECOMPOSIÇÃO: 

A terceira etapa do ciclo envolve a decomposição, realizada principalmente por bactérias e fungos. Quando organismos morrem ou eliminam resíduos orgânicos, esses materiais precisam ser quebrados e reinseridos no ambiente. Para isso, os decompositores utilizam oxigênio para oxidar a matéria orgânica, transformando-a em substâncias mais simples, como água, dióxido de carbono e nutrientes minerais. Esse processo é fundamental para evitar o acúmulo de matéria morta e manter a fertilidade dos solos. 

Em ambientes com muita matéria orgânica em decomposição, como florestas tropicais ou manguezais, o consumo de oxigênio é intenso, podendo gerar zonas de menor oxigenação no solo ou na água. Em regiões costeiras, por exemplo, o excesso de matéria orgânica pode levar à formação de zonas hipóxicas (área com baixas concentrações de O₂), que prejudicam peixes e outros organismos aquáticos, mostrando como alterações locais podem impactar o ciclo global do oxigênio.

Mapa da zona de hipóxia medida no Golfo, México, de 21 a 26 de julho de 2024: a área vermelha indica 2 mg/L de oxigênio ou menos (nível considerado hipóxico, no fundo do fundo do mar). O fenômeno é causado principalmente pela poluição de nutrientes que chegam ao Golfo via bacia do rio Mississippi-Atchafalaya.(Imagem de NOAA/LUMCON/LSU).

4. FORMAÇÃO E DESTRUIÇÃO DA CAMADA DE OZÔNIO: 

O oxigênio também participa da formação e da destruição do ozônio. Quando a radiação ultravioleta de alta energia atinge a atmosfera superior, ela quebra moléculas de oxigênio (O₂) em átomos individuais. Esses átomos podem se recombinar com outras moléculas de oxigênio, formando ozônio (O₃). O ozônio, por sua vez, também pode ser quebrado pela radiação, regenerando O₂. 

Esse ciclo contínuo de formação e destruição do ozônio é vital para proteger a superfície terrestre da radiação ultravioleta excessiva. Sem essa camada, muitos organismos sofreriam mutações letais, inviabilizando a vida terrestre tal como conhecemos. A dinâmica do ozônio representa uma etapa do ciclo do oxigênio que ocorre em grande altitude e que depende de processos fotofísicos, demonstrando a complexidade e a amplitude desse ciclo. 

Alterações causadas por substâncias como CFCs (os clorofluorcarbonos, substâncias químicas que danificam a camada de ozônio) podem desequilibrar essa etapa, reduzindo a quantidade de ozônio e aumentando a exposição aos raios UV, o que afeta não apenas os seres vivos, mas também a produtividade agrícola e a estabilidade climática.

GIF demonstrando o tamanho do buraco (em azul e roxo) na camada de ozônio de 1979 até 2025. Estas imagens são do trabalho de monitoramento feito pela NASA (Administração Nacional da Aeronáutica e Espaço) disponível para qualquer um acessar em seu site. (GIF feito a partir de NASA Ozone Watch)

5. OXIDAÇÃO DE MINERAIS: 

Outra etapa fundamental é a oxidação química de minerais e outras substâncias. Processos de oxidação ocorrem quando o oxigênio reage quimicamente com elementos como ferro, enxofre ou compostos reduzidos presentes no solo e nas rochas. Um exemplo clássico é a formação de ferrugem, resultado da reação do oxigênio com o ferro metálico, formando óxidos. Embora aparentemente simples, esse processo consome quantidades significativas de oxigênio em escala geológica. 

Da mesma forma, vulcões liberam gases como sulfeto de hidrogênio, que podem reagir com o oxigênio para formar sulfatos, consumindo também parte do oxigênio atmosférico. Essa etapa nos mostra que o ciclo do oxigênio não se baseia apenas nas atividades biológicas, mas também em reações químicas naturais que moldam a superfície terrestre ao longo de milhões de anos.

Fotografia do navio R.M.S. Titanic naufragado no Atlântico Norte, mostrando a condição dos destroços corroídos pela ferrugem e por comunidades de micróbios. (Foto de Emory Kristof)

6. ARMAZENAMENTO GEOLÓGICO DO OXIGÊNIO: 

O sequestro e o armazenamento geológico do oxigênio também é um momento fundamental deste ciclo. Esse armazenamento ocorre quando matéria orgânica rica em carbono é soterrada e preservada sem se decompor totalmente. Em situações em que a decomposição é interrompida, parte do oxigênio que seria consumido durante a degradação permanece livre na atmosfera. Esse processo possibilitou o acúmulo histórico de oxigênio ao longo da evolução da Terra e resultou na formação de combustíveis fósseis, como carvão, petróleo e gás natural. 

Ao longo de milhões de anos, esse carbono enterrado manteve o oxigênio disponível para ser utilizado por organismos aeróbicos. No entanto, quando os combustíveis fósseis são queimados, o processo se inverte: o oxigênio é rapidamente consumido e o dióxido de carbono é liberado em grandes quantidades, contribuindo para o aquecimento global. Assim, a queima de combustíveis fósseis interfere diretamente no ciclo do oxigênio ao aumentar o consumo de O₂ e alterar a composição da atmosfera.

Fotografia mostrando a água de degelo que escavou um desfiladeiro 

de 45 metros de profundidade no gelo da Groenlândia. 

(Foto de James Balog)

7. DISSOLUÇÃO E LIBERAÇÃO DO OXIGÊNIO NAS ÁGUAS: 

Por fim, o oxigênio atmosférico se dissolve nos oceanos, rios e lagos, permitindo a respiração de organismos aquáticos. A quantidade de oxigênio dissolvido depende da temperatura, da salinidade e da agitação da água. 

Águas mais frias e turbulentas tendem a conter mais oxigênio. Em contrapartida, o aquecimento dos oceanos diminui a solubilidade do gás, reduzindo a disponibilidade de oxigênio para organismos marinhos e contribuindo para episódios de mortalidade em massa de peixes. 

A respiração e a fotossíntese aquática interagem formando microciclos locais de oxigenação, especialmente em ambientes rasos. A capacidade da água de absorver e liberar oxigênio é essencial para a manutenção da vida nos ecossistemas aquáticos e se conecta diretamente às demais etapas do ciclo global.

Fotografia mostrando uma enorme quantidade de peixes no Golfo do México que acabaram morrendo por conta da “zona morta”, onde o oxigênio dissolvido é escasso. 

(Fotografia de P.J. Hahn, Plaquemines Parish)

IMPORTÂNCIA DO CICLO DO OXIGÊNIO

Após compreender essas etapas, é possível entender por que o ciclo do oxigênio mantém o equilíbrio da vida terrestre. Que tal revermos alguns motivos que tornam esse ciclo tão importante?

  • DISPONIBILIDADE DE O₂ NOS AMBIENTES: A disponibilidade de O₂ está diretamente associada à produtividade primária dos ecossistemas, uma vez que o metabolismo aeróbico permite o surgimento de formas de vida maiores e mais complexas. 

Em ambientes aquáticos, a concentração de oxigênio dissolvido determina a sobrevivência de peixes, crustáceos e outros organismos. Quando o oxigênio cai abaixo de certos limites, criam-se zonas mortas (como na imagem anterior), regiões onde quase nenhuma forma de vida consegue sobreviver. Esse tipo de fenômeno pode ocorrer naturalmente, mas geralmente está relacionado a ações humanas, como o despejo de esgoto doméstico e industrial.

A dinâmica do oxigênio também está presente em situações cotidianas e em grandes fenômenos naturais. Por exemplo, em florestas tropicais, há uma alternância entre produção de oxigênio durante o dia e consumo pela respiração à noite. Em regiões desérticas, a produção é menor, enquanto em áreas de afloramento oceânico há intensa atividade fotossintética graças à grande quantidade de nutrientes trazidos das profundezas. Em águas profundas, por outro lado, o oxigênio é escasso, pois a luz não chega para a fotossíntese e o consumo por decompositores é relativamente alto

  • FORMAÇÃO E EVOLUÇÃO DO SOLO: O oxigênio participa da oxidação de minerais e na decomposição da matéria orgânica, assim os solos bem oxigenados tendem a ser mais produtivos, favorecendo a agricultura e permitindo o desenvolvimento de ecossistemas ricos e diversos. Já solos encharcados, com pouco oxigênio, limitam o crescimento de raízes e dificultam a decomposição, o que altera o tipo de vegetação presente..
  • ESTABILIDADE CLIMÁTICA: O ciclo do oxigênio também é fundamental para a estabilidade climática. A fotossíntese remove dióxido de carbono da atmosfera, reduzindo o efeito estufa. Já a formação da camada de ozônio controla a quantidade de radiação ultravioleta que atinge a superfície terrestre. Sem essa proteção, a vida seria exposta a níveis nocivos de radiação, prejudicando processos fisiológicos, aumentando mutações genéticas e reduzindo a sobrevivência de diversas espécies.

IMPACTOS SOBRE O CICLO DO OXIGÊNIO

  • ATIVIDADE HUMANAS: Não é de hoje que as ações humanas têm modificado o equilíbrio do planeta, não é mesmo? O desmatamento, por exemplo, reduz drasticamente a fotossíntese e, embora isso não cause uma queda imediata e expressiva nos níveis globais de oxigênio, altera o balanço regional, diminui a umidade, intensifica a erosão do solo e compromete ecossistemas inteiros. As queimadas liberam grandes quantidades de dióxido de carbono e consomem oxigênio, acelerando processos que desequilibram vários ciclos biogeoquímicos ao mesmo tempo.
  • COMBUSTÍVEIS FÓSSEIS: Para cada molécula de carbono queimada, moléculas de oxigênio são consumidas. Em escala global, esse consumo não esgota o oxigênio atmosférico, mas altera proporções de gases e contribui para aumentar o dióxido de carbono, intensificando o aquecimento global. Além disso, o aquecimento dos oceanos reduz a solubilidade do oxigênio na água, causando estresse em populações de organismos marinhos.
  • FERTILIZANTES: Quando fertilizantes escorrem para corpos d’água, estimulam o crescimento de algas. Quando essas algas morrem, sua decomposição consome grandes quantidades de oxigênio, resultando na proliferação de áreas hipóxicas. Isso altera profundamente a biodiversidade aquática, provocando mortandade de peixes e mudanças na composição das cadeias alimentares.

FITOPLÂNCTON E O CICLO DO OXIGÊNIO:

Um exemplo marcante do funcionamento do ciclo é a relação entre o fitoplâncton e o clima global. Quando esses microrganismos fotossintéticos florescem em grande escala, aumentam a produção de oxigênio e retiram mais dióxido de carbono da atmosfera. Mudanças nas correntes oceânicas, na temperatura da água ou na carga de nutrientes podem alterar esse equilíbrio, causando impactos climáticos globais. 

Fotografia mostrando a bioluminescência gerada por fitoplânctons. O fenômeno pode ser observado em várias regiões costeiras do Brasil, especialmente no litoral do Sul e Sudeste, como Florianópolis, Arraial do Cabo, Ubatuba e Ilhabela.

(Imagem de Doug Perrine)

O ciclo do oxigênio, portanto, não é apenas um processo químico, é uma rede complexa e dinâmica que sustenta a vida e molda o ambiente. Ele envolve interações entre seres vivos, atmosfera, água e solo, refletindo a interdependência entre os sistemas naturais. Compreender suas etapas e a maneira como as ações humanas podem influenciá-lo é fundamental para desenvolver políticas de conservação, restaurar ecossistemas degradados e planejar o futuro ambiental do planeta.

Agora, para finalizar sua revisão, veja a videoaula da professora Cláudia Aguiar: https://youtu.be/LA5h-BW5X9Y?si=jYFy8wGn47ZzSxLo

EXERCÍCIOS:

1) (UEG GO/2015) Há aproximadamente dois anos, a Lagoa Rodrigo de Freitas, na Zona Sul do Rio de Janeiro, amanheceu coberta por mais de 12 toneladas de peixes mortos. A Secretaria Municipal de Meio Ambiente explicou que uma importante causa das mortes dos peixes foi a sequência de fortes chuvas que atingiu a cidade em dias consecutivos. A relação entre a morte dos peixes e as fortes chuvas deve-se ao fato de 

  1. A quantidade de oxigênio dissolvido na água, que foi consumido durante a decomposição da matéria orgânica levada pela enxurrada, provocar a falta de oxigênio para os organismos aeróbicos. 
  2. O:s peixes não serem os únicos organismos afetados pelas chuvas, mas também as algas e zooplancton que deixam de se proliferar e se acumulam na superfície da água ao morrer. 
  3. O volume de água da lagoa elevar-se de forma súbita, o que reduziu a taxa de nutrientes para manutenção dos peixes, em um mecanismo oposto ao observado na eutrofização e na lixiviação. 
  4. As chuvas interferirem de forma significativa na morte exclusiva dos peixes, visto que são organismos produtores da cadeia, gerando inclusive o combate da pesca no lago. 

2) (Unifor CE/2024) 

Fonte: Sadava et al. Vida: a ciência da biologia. v.2, Artmed, 2020.

Em última análise, a energia que controla os padrões climáticos globais origina-se do Sol. Da radiação solar que atinge a Terra, cerca de 30% são refletidas de volta ao espaço pelas nuvens, pelos gases atmosféricos e pela superfície terrestre. O restante é absorvido pela atmosfera (20%) e pela superfície da Terra (50%). A atmosfera, uma camada fina que circunda a Terra, é composta por variados gases e modera a temperatura da superfície terrestre retendo energia térmica. Nesse contexto, qual um importante gás-estufa e seu efeito no padrão climático global?

  1. Dióxido de carbono (CO2), que favorece a destruição da camada de ozônio e a dissipação do calor gerado pela energia solar.
  2. Gás metano (CH4), que permite a entrada da luz solar na atmosfera terrestre, mas retêm o calor irradiado de volta para o espaço.
  3. Óxido nitroso (N2O), que tem sofrido redução na sua concentração atmosférica levando a menor oferta de nitrogênio para as plantas e, assim, afetando o clima.
  4. Gases do tipo clorofluorcarbonetos (CFC), capazes de bloquear a entrada de radiação solar na atmosfera, mas facilitar a saída do calor irradiado para o espaço.
  5. Gás nitrogênio (N2), que é altamente reativo, capaz de interagir com o ozônio (O3) e, assim, reduzir o filtro protetor para radiação solar que incide sobre a Terra.

3) (Encceja/2018) Os combustíveis fósseis são usados em veículos automotores. Esses combustíveis possuem uma pequena quantidade de enxofre, um elemento químico que, na presença de oxigênio e vapor-d’água, dá origem a uma substância corrosiva. Em ambientes poluídos, essa substância deteriora monumentos artísticos e históricos.

Esse fenômeno está relacionado ao(à):

  1. Formação da chuva ácida.
  2. Crescimento do efeito estufa.
  3. Destruição da camada de ozônio.
  4. Decomposição química do ar atmosférico.

GABARITO: 

  1. A
  2. B
  3. A

ASSINATURA:

Eneli Gomes de Lima é licenciada em Ciências Biológicas pela Universidade Federal de Santa Catarina (2024) e atua na produção de materiais didáticos para o Curso Enem Gratuito desde 2021, desenvolvendo conteúdos acessíveis e contextualizados para estudantes de diferentes níveis de ensino.

REFERÊNCIAS:

FALKOWSKI, Paul; RAVEN, John. Aquatic Photosynthesis. 2. ed. Princeton: Princeton University Press, 2007.

KEELING, R. F.; BENDER, M. L. Oceanic oxygen: their role in marine biogeochemical cycles. Science, v. 305, n. 5682, p. 172–177, 2004.

RAVEN, Peter H.; EVERT, Ray F.; EICHHORN, Susan E. Biologia Vegetal. 8. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2014.

REIS, N. L.; MENDES, M. C. Biogeoquímica do oxigênio e suas interações com o ciclo do carbono. Revista Brasileira de Geociências, v. 48, p. 215–229, 2018.

TAIZ, Lincoln; ZEIGER, Eduardo; MOLLER, Ian M.; MURPHY, Angus. Fisiologia e Desenvolvimento Vegetal. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017.

Autor(a) Jaqueline Padilha

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