Dzīve uz Zemes balstās uz fotosintēzi, procesu, kurā augi, dažas baktērijas, dzīvnieki un protisti, piemēram, aļģes, veido pārtiku. Lai fotosintezētu, augam nepieciešama saules gaisma, ūdens un oglekļa dioksīds; no tā tas rada glikozi, kas ir vienkāršā cukura forma, un skābekli. Reakcijā piedalās sešas oglekļa dioksīda molekulas (6CO2) un sešas ūdens molekulas (6H20). Hlorofila un gaismas klātbūtnē tas kļūst (C6H12O6) un skābekļa gāze (6O2). Citi organismi visā pasaulē izmanto radīto skābekli. Augs var nekavējoties izmantot šo ķīmisko enerģiju vai uzglabāt vēlāk.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Izmantojot fotosintēzi, augs, baktērijas vai protists gaismas klātbūtnē rada skābekli, cukuru no oglekļa dioksīda un ūdens.
Hlorofils
Fotosintēzei augu lapās ir divi posmi. Pirmā, saukta no gaismas atkarīga reakcija, notiek grānā, cieši salocītu membrānu kaudzē struktūrā, ko sauc par hloroplastu, un kas saules enerģiju uzņem kā enerģijas veidu izmantošanai otrajā posmā. Otrajā posmā, ko sauc par gaismas neatkarīgu reakciju, augs izmanto šo uzkrāto enerģiju, lai ūdeni un oglekļa dioksīdu pārvērstu ūdenī un skābeklī. Bezskābes fotosintēzes gadījumā, kas parasti sastopams baktērijās, radījums neizdala skābekli un ūdens vietā izmanto sulfīdu, ūdeņradi vai citus organiskus substrātus. Sugas, kas, iespējams, nav pārsteidzoši, izmanto anoksigenisko fotosintēzi, pasaules atmosfērā rada nenozīmīgu skābekli.
Lietu cilvēciskā puse
Cilvēki kopā ar daudzām citām radībām uz Zemes ēd augus ķīmiskās enerģijas iegūšanai. Cilvēkiem un šīm citām radībām ir līdzīgs process kā fotosintēzei, ko sauc par šūnu elpošanu; funkcionāli runājot, tā ir fotosintēze otrādi. Radījums uzņem cukuru (potenciāli no auga) un elpo skābekli. Pēc tam tas atbrīvo oglekļa dioksīdu un ūdeni un rada ķīmiskās enerģijas formu, ko sauc par adenozīna trifosfātu vai ATP. Tā kā šīs ir fotosintēzē izmantotās molekulas, zinātnieki šos procesus sauc par papildinošiem. Bez skābekļa šis process kļūst par anaerobu elpošanu vai fermentāciju, kas rada ievērojami mazāk enerģijas.
Zemes atmosfēra
Kopumā Zemes atmosfēra sver apmēram 5,5 kvadriljonus tonnu, no kuriem aptuveni 20 procenti ir skābeklis. Fotosintēzei ir galvenā loma skābekļa un oglekļa līmeņa uzturēšanā visā pasaulē. Tas nozīmē, ka lielāko fotosintēzes daļu, aptuveni 70 procentus, veic mikroskopiski organismi okeānā ko sauc par fitoplanktonu, un Zemes tropiskie lietus meži rada gandrīz visu atlikušo daļu, aptuveni 28 procentus. Tikai ASV pilsētu meži rada aptuveni 6,1 miljonu tonnu skābekļa. Tomēr cilvēka darbība, piemēram, mežizstrāde un piesārņošana, apdraud visas šīs skābekli ražojošās sugas.