Atmosfer bumi adalah campuran gas yang terdiri dari sekitar 78 persen nitrogen, 21 persen oksigen, dan sejumlah kecil argon, karbon dioksida, uap air, dan elemen lainnya . Campuran ini biasa disebut dengan udara . Oksigen di udara yang kita hirup tidak selalu ada – komposisi udara dan atmosfer bumi bervariasi sepanjang zaman – tetapi sejak evolusi organisme yang menggunakan fotosintesis, jumlah oksigen yang tersedia di atmosfer telah meningkat pesat. Tumbuhan, bakteri, dan organisme fotosintetik lainnya merupakan sumber utama oksigen di atmosfer bumi.
Apa itu Fotosintesis?
Fotosintesis adalah proses yang digunakan tumbuhan dan organisme mirip tumbuhan untuk membuat makanannya sendiri dari sinar matahari. Tumbuhan menggunakan air, karbon dioksida, dan sinar matahari untuk menjalani fotosintesis, dengan glukosa dan oksigen sebagai hasil reaksinya.
Fotosintesis terjadi di dalam sel tumbuhan, khususnya di dalam organel yang disebut kloroplas . Kloroplas biasanya terletak di daun tumbuhan tetapi dapat terdapat di bagian tumbuhan manapun yang terkena sinar matahari. Kloroplas mengandung klorofil , pigmen hijau yang bertanggung jawab untuk menyerap cahaya matahari yang akan digunakan tanaman untuk fotosintesis.
Oksigen Merupakan Produk Limbah
Proses kimiawi fotosintesis melibatkan penggabungan karbon dioksida, air, dan sinar matahari untuk menghasilkan glukosa yang digunakan tumbuhan sebagai bahan bakar. Produk lain dari fotosintesis adalah oksigen, yang dikeluarkan oleh tumbuhan seperti halnya manusia dan hewan lain mengeluarkan karbon dioksida. Ketika tanaman menjalani fotosintesis, biasanya pada siang hari, mereka mengambil karbon dioksida dan melepaskan oksigen ke udara. Oksigen itu kemudian tersedia untuk digunakan organisme lain.
Pengusiran oksigen oleh tanaman melalui fotosintesis adalah alasan mengapa ada begitu banyak oksigen di atmosfer bumi. Ketika tanaman tidak melakukan fotosintesis, seperti pada malam hari, mereka menggunakan proses respirasi untuk menggunakan glukosa yang dihasilkan selama fotosintesis untuk menghasilkan energi. Ketika rencana menggunakan proses respirasi, mereka menghasilkan karbon dioksida, bukan oksigen.
Apa itu Autotrof?
Autotrof adalah organisme yang membuat makanannya sendiri. Biasanya autotrof menggunakan proses fotosintesis untuk membuat makanan dari sinar matahari – organisme ini disebut fotoautotrof . Kelompok organisme autotrofik lainnya, kemoautotrof (atau kemotrof ), adalah bakteri yang dapat menggunakan bahan kimia tertentu sebagai pengganti sinar matahari dalam proses yang mirip dengan fotosintesis untuk membuat makanannya sendiri.
Autotrof yang menggunakan fotosintesis termasuk tumbuhan, beberapa protista (seperti alga) dan cyanobacteria. Sebagian besar tumbuhan sejati adalah terestrial , artinya mereka hidup di darat, dan termasuk pohon, semak, rerumputan, dan forb. Mayoritas rumput laut sebenarnya adalah protista, meskipun lamun adalah contoh tumbuhan air sejati.
Fotoautotrof Laut
Diperkirakan 50 hingga 80 persen oksigen yang diproduksi di Bumi berasal dari laut sebagai hasil fotosintesis . Mayoritas organisme fotosintetik di lautan bukanlah tumbuhan sejati, melainkan ganggang atau bakteri fotosintetik. Alga bisa multiseluler, seperti rumput laut raksasa, atau uniseluler, seperti diatom.
Cyanobacteria adalah bakteri fotosintetik, juga dikenal sebagai ganggang biru-hijau, yang membentuk sebagian besar fitoplankton laut. Salah satu jenis cyanobacteria, Prochlorococcus , adalah organisme fotosintetik terkecil di Bumi. Diperkirakan bahwa Prochlorococcus bertanggung jawab untuk menghasilkan 20 persen oksigen yang tersedia di Bumi – lebih dari gabungan semua hutan hujan tropis!
Oksigen Dari Lautan
Biomassa tumbuhan laut dan organisme mirip tumbuhan adalah 0,005 persen dari biomassa semua gabungan tumbuhan darat. Fakta bahwa organisme fotosintetik laut ini menghasilkan sebagian besar oksigen bumi berarti tumbuhan laut 200 kali lebih produktif daripada tumbuhan darat, sehubungan dengan massanya. Ini masuk akal dalam hal biomassa aktif fotosintesis – alga bersel tunggal akan memiliki lebih banyak biomassa yang didedikasikan untuk fotosintesis daripada sequoia raksasa, dengan inti kayu yang tidak aktif dan bagian tanaman non-fotosintesis lainnya.
Organisme di lautan hanya dapat menggunakan fotosintesis dengan adanya cahaya. Fotosintesis di lautan terbatas pada lapisan yang diterangi matahari, yang dapat mencapai kedalaman hingga 100 meter. Oksigen yang dihasilkan di lapisan lautan ini dilepaskan kembali ke atmosfer dengan agak cepat. Beberapa oksigen terlarut tercampur ke dalam lapisan laut yang lebih dalam oleh naik dan turunnya air dengan perbedaan salinitas dan suhu.
Siklus Alam Mempengaruhi Produksi Oksigen
Siklus produksi oksigen oleh tumbuhan dan organisme mirip tumbuhan akan bervariasi tergantung pada sejumlah variabel, termasuk ketersediaan nutrisi, cahaya, suhu, dan bahkan pasang surut. Siklus siang dan malam berpengaruh pada kadar oksigen, karena tanaman menghasilkan lebih banyak oksigen di siang hari saat cahaya tersedia.
Perbedaan musim dalam ketersediaan cahaya dan suhu juga akan mempengaruhi jumlah oksigen yang dihasilkan tanaman. Selama musim dingin di zona beriklim sedang, misalnya, produksi oksigen sangat berkurang karena pohon gugur kehilangan daunnya dan memperlambat atau menghentikan fotosintesis hingga musim semi.
buccaneership/iStock/GettyImages
