✔ вопрос (4), страница 106 - гдз по химии 7 класс учебник Еремин, Дроздов

Глава 3. Вещества вокруг нас. §17. Воздух и кислород. Вопросы перед параграфом - страница 106.

Условие.

✓ Как в атмосфере появился кислород?

Решение.

Решение 2.

Появление кислорода в атмосфере Земли — это сложный и длительный процесс, который кардинально изменил планету и ход эволюции. Его можно разделить на несколько ключевых этапов.

Первичная атмосфера и первые организмы

Изначально, более 4 миллиардов лет назад, атмосфера Земли была практически лишена свободного кислорода ($O_2$). Она состояла в основном из газов, выделявшихся в результате вулканической активности: водяного пара ($H_2O$), углекислого газа ($CO_2$), метана ($CH_4$), аммиака ($NH_3$) и азота ($N_2$). Такая атмосфера называется восстановительной. Первые живые организмы, появившиеся в таких условиях, были анаэробными, то есть им не требовался кислород для жизни.

Появление оксигенного фотосинтеза

Революционным событием стало появление цианобактерий (также известных как сине-зелёные водоросли) примерно 2,7–3,5 миллиарда лет назад. Эти микроорганизмы первыми в истории планеты развили способность к оксигенному фотосинтезу. В процессе фотосинтеза они использовали энергию солнечного света, чтобы преобразовывать воду и углекислый газ в органические вещества (глюкозу) для своего питания. Побочным продуктом этой реакции был молекулярный кислород.

Суммарное уравнение фотосинтеза выглядит так:
$6CO_2 + 6H_2O \xrightarrow{свет} C_6H_{12}O_6 + 6O_2$

Великое кислородное событие (Кислородная катастрофа)

Первоначально весь выделяемый цианобактериями кислород не накапливался в атмосфере. Будучи химически активным элементом, он сразу вступал в реакции с другими веществами. В первую очередь, он окислял растворенное в океанах железо, что привело к образованию огромных отложений оксидов железа на дне — так называемых полосчатых железистых руд. Кислород также реагировал с метаном и другими газами в атмосфере.

Примерно 2,4 миллиарда лет назад, когда большинство "поглотителей" кислорода (таких как железо в океанах) были насыщены, кислород начал накапливаться сначала в воде, а затем и в атмосфере. Этот период известен как "Великое кислородное событие" или "Кислородная катастрофа". Для большинства существовавших тогда анаэробных организмов кислород был смертельным ядом, что привело к первому массовому вымиранию в истории Земли.

Формирование современной атмосферы и эволюция жизни

Накопление кислорода в атмосфере открыло путь для эволюции новых форм жизни, способных использовать кислород для дыхания (аэробное дыхание). Этот процесс значительно эффективнее анаэробного, что позволило появиться более сложным, многоклеточным организмам. Кроме того, в верхних слоях атмосферы под действием ультрафиолетового излучения из молекул кислорода ($O_2$) начал образовываться озон ($O_3$). Сформировавшийся озоновый слой стал защищать поверхность планеты от губительной ультрафиолетовой радиации, что позволило жизни выйти из океана на сушу.

Ответ: Кислород в атмосфере Земли появился в результате жизнедеятельности фотосинтезирующих микроорганизмов — цианобактерий. Около 2,4 миллиарда лет назад они начали в огромных количествах выделять кислород как побочный продукт фотосинтеза. Изначально кислород расходовался на окисление горных пород и растворенных в океане веществ, но затем, после насыщения этих "поглотителей", он начал накапливаться в атмосфере, что привело к глобальным изменениям климата, биосферы и позволило развиться аэробным формам жизни.