Разложение органических веществ, при котором освобождается химическая энергия, характерно для всех частей биосферы, тогда как фотосинтез протекает только на поверхности суши и в верхних слоях водоемов. Часть органического вещества, попадающего в условия, неблагоприятные для деятельности деструкторов, консервируется в составе осадочных пород, поэтому синтез органических веществ в масштабе всей биосферы не полностью уравновешивается их разложением.
Эта несбалансированность процессов синтеза и разложения органических веществ в биосфере определила кислородный режим современной оболочки Земли.
Кислород атмосферы накоплен благодаря фотосинтезу. Единственный источник абиогенного поступления свободного кислорода – фотодиссоциация молекул воды в верхних слоях атмосферы – очень незначителен. Количество молекул кислорода, выделяемых зелеными растениями, пропорционально количеству связываемых молекул углекислого газа. Выделяемый кислород вновь используется на окисление углерода при минерализации органического вещества и дыхании организмов. Но так как часть органических веществ консервируется в осадочных породах, эквивалентное ей количество кислорода остается в атмосфере.
Накопление кислорода в атмосфере Земли началось еще 2 млрд. лет тому назад, и в настоящее время его содержание составляет по объему 20,94%. Весь запас кислорода в атмосфере (1,6∙1012 кг) зеленые растения могут воссоздать за 10 тыс. лет.
В верхних слоях тропосферы под влиянием ультрафиолетового излучения из кислорода образуется озон О3. Существование озонового экрана – также результат деятельности живого вещества, которое, по выражению В.И. Вернадского, «как бы само создает себе область жизни».