Verspreiding in de ruimte:Zuurstofmoleculen kunnen aan de zwaartekracht van de aarde ontsnappen en naar de ruimte diffunderen. Dit proces is vooral belangrijk in de bovenste lagen van de atmosfeer, waar de lucht dun is en de moleculen een grotere kans hebben om de ontsnappingssnelheid te bereiken.

Ladingsuitwisselingsreacties:In de magnetosfeer van de aarde kunnen zuurstofatomen ladingsuitwisselingsreacties ondergaan met geladen deeltjes uit de zonnewind. Deze reacties resulteren in de overdracht van een elektron van het zuurstofatoom naar het zonnewinddeeltje, waardoor een positief geladen zuurstofion ontstaat. Deze ionen kunnen vervolgens door de zonnewind worden versneld en uit de atmosfeer verdwijnen.

Thermische ontsnapping:Bij extreem hoge temperaturen kunnen zuurstofatomen voldoende energie verkrijgen om de zwaartekracht van de aarde te overwinnen en de ruimte in te ontsnappen. Dit proces is het belangrijkst tijdens geomagnetische stormen of andere gebeurtenissen die aanzienlijke opwarming van de bovenste lagen van de atmosfeer kunnen veroorzaken.

Foto-ionisatie:Ultraviolette (UV) straling van de zon kan zuurstofmoleculen in de bovenste atmosfeer ioniseren, waardoor ze van hun elektronen worden ontdaan. Deze ionen kunnen vervolgens via de hierboven genoemde processen in de ruimte verloren gaan.

Ion-molecuulreacties:Geïoniseerde zuurstofatomen kunnen reageren met neutrale moleculen in de atmosfeer om moleculaire ionen te vormen. Deze ionen kunnen vervolgens verloren gaan door ladingsuitwisselingsreacties of door dissociatieve recombinatie, waarbij het molecuul uiteenvalt en een van zijn componenten de ruimte in ontsnapt.

Massaoverdracht:Hoewel dit niet exclusief geldt voor zuurstof, kunnen grootschalige atmosferische circulatiepatronen bijdragen aan het transport van atmosferische gassen naar grotere hoogten, waar ze kunnen worden beïnvloed door de hierboven genoemde processen.

Het is belangrijk op te merken dat het ontsnappen van zuurstof uit de atmosfeer een natuurlijk en voortdurend proces is, maar dat het in een zeer langzaam tempo plaatsvindt vergeleken met de totale massa van de atmosfeer. Zuurstof wordt voornamelijk aangevuld via fotosynthese door planten, algen en andere organismen die kooldioxide en water omzetten in organische verbindingen en zuurstof als bijproduct vrijgeven.