タンパク質を構成する重要な元素である硫黄は、大気や水域、陸域でリサイクルされています。大気中では二酸化硫黄（SO₂）として存在し、生物の腐敗、風化した岩石、地熱発電所、火山、化石燃料の燃焼などによって放出されます。生態系に堆積し、生物群集の中を循環し、ガスとして大気中に放出されるか、海洋堆積物に堆積して長期貯蔵され、最終的に土壌や大気中に放出されます。

生物地球化学的な硫黄の循環

硫黄は生体に不可欠な物質であり、タンパク質の構造に重要な役割を果たすシステインなど、特定のアミノ酸の構成要素でもあります。硫黄は、弱い硫酸の降水、大気からの直接降下、硫黄を含む岩石の風化、地熱の噴出などによって、陸地（＝陸上）の生態系に分布します。

土壌からは、微生物や植物に取り込まれ、生態系の消費者が利用できる有機物に変換されます。生物が死ぬと、分解者が有機硫黄化合物を硫化水素などのガスに分解し、大気中で酸化されて二酸化硫黄となります。さらに、一部の化学的従属栄養生物は硫黄を生物学的エネルギー源として使用し、硫黄分子を直接生態系でリサイクルしています。

硫黄は、陸地からの流出物、大気からの直接降下物、水中の地熱の噴出口などを通して海洋生態系に導入されます。この硫黄の一部は食物連鎖を循環し、海面散布として大気中に放出されます。残りの硫黄は海底に堆積し、長期間にわたって蓄積されます。地質学的な時間の経過とともに、隆起によって堆積物が陸地に戻され、浸食によって硫黄が放出されます。

人為的な硫黄循環への影響

化石燃料、特に石炭の燃焼により、大気中に不自然な量の硫化水素ガスが発生し、その結果、酸性雨として現れる二酸化硫黄の濃度が高くなります。酸性雨は、湖や川のpHを低下させ、水生動物や陸生動物に害を与えることで環境に悪影響を与えます。