Кислород — откуда берется на Земле? - коротко
Большая часть кислорода образуется фотосинтезом растений, водорослей и цианобактерий, а небольшая часть — фотолизом воды под действием ультрафиолетового излучения в верхних слоях атмосферы.
Кислород — откуда берется на Земле? - развернуто
Кислород в атмосфере Земли поддерживается сложным набором природных процессов, и его присутствие не является случайным. Основные источники этого газа можно разделить на биологические и геохимические механизмы, каждый из которых вносит значимый вклад в поддержание стабильного уровня кислорода.
Во-первых, фотосинтез – главный биологический процесс, при котором растения, водоросли и цианобактерии используют энергию света для превращения углекислого газа и воды в органическое вещество, одновременно высвобождая газообразный кислород. Этот механизм работает в наземных экосистемах, в океанических фотосинтетических слоях и в микроскопических биофильмах, образующих тонкие пленки на поверхности воды. По оценкам, фотосинтез обеспечивает более 90 % всего кислорода, находящегося в атмосфере.
Во-вторых, фотолиз воды в верхних слоях атмосферы, вызываемый ультрафиолетовым излучением Солнца, также приводит к образованию кислорода. При этом молекулы воды распадаются на атомарный водород и атомарный кислород, который быстро соединяется в O₂. Этот процесс имеет локальное значение и не способен полностью компенсировать потребление кислорода, но он дополнительно поддерживает его уровень.
Третий источник – геохимические реакции, в частности окисление железа и других редуцированных минералов. Когда железосодержащие породы взаимодействуют с водой и кислородом, происходит образование окислов, сопровождающееся высвобождением кислорода в виде газа. Такие процессы происходили особенно активно в ранней истории планеты, когда атмосфера была богата углекислым газом и метаном, а биологический фотосинтез ещё не развился.
Наконец, космические факторы тоже вносят свой вклад. При метеоритных ударов и в результате космического излучения в верхних слоях атмосферы происходят химические реакции, приводящие к образованию небольших количеств кислорода. Хотя их роль в масштабах планеты минимальна, они демонстрируют, что в системе существует несколько резервных путей формирования газа.
Таким образом, поддержание кислородного баланса на Земле – результат синергии фотосинтетической активности живых организмов, фотолитических процессов в атмосфере, окислительно‑восстановительных реакций в земной коре и редких космических явлений. Именно эта совокупность факторов обеспечивает постоянное присутствие кислорода, необходимого для существования аэробных форм жизни и большинства биохимических процессов.