Хлорная катастрофа / Хабр

В этой статье рассмотрим следующую интересную задачу с МХТ 2022( 5 источник):

В мифологиях есть много разнообразных версий происхождения и развития мира вокруг нас, но сейчас наши знания стали куда конкретнее. Одним из значимых событий в истории планеты была так называемая кислородная катастрофа. Тогда в атмосфере Земли начал образовываться кислород, и это определило как дальнейшее развитие жизни, так и последующее образование новых минералов. Предположим, однако, что в то время эволюция пошла по другому пути, организмы начали бы выделять не кислород, а хлор, и вместо кислородной катастрофы произошла хлорная. Опишите, какие минералы могли бы сформироваться к настоящему времени, и каким образом бы это произошло.

Мной было предложено следующее решение:

,,Кислородная катастрофа" произошла в самом начале протерозоя около 2,5 млрд лет назад. Это связано с деятельностью фотосинтезирующих бактерий. Кислород резко стал накапливаться в атмосфере.(1 источник).

Как видно из диаграммы, в середине архея в составе атмосферы преобладал метан и углекислый газ. Однако в процессе эволюции в метан с углекислым газом вступали в реакции, а их место заняли азот и кислород, сформировав современную атмосферу.

Далее приведём упрощённую геохронологическую таблицу, из которой видно, в какую эпоху сформировались различные полезные ископаемые:(3 источник)

Из таблицы видно, что только железные руды начали формироваться в период архея, то есть до кислородной катастрофы.

Сравним свойства кислорода и хлора:

Кислород:Газ без вкуса, цвета, запаха, сильный окислитель, самый активный неметалл после фтора. Может образовывать связи почти со всеми элементами ПСХЭ.

Хлор:Газ желто-зеленоватого цвета с резким запахом, галоген, сильный окислитель. Может образовывать связи почти со всеми элементами ПСХЭ.

(2 источник)

Моя гипотеза:Я предположил, что бактерии будут выделять хлор из хлоридов различных металлов,растворенных в воде(например,расщепляя NaCl), углекислый газ или метан все равно погло��ался для синтеза глюкозы. Содержание хлора в морской воде составляет 19г/л, что достаточно много, чтобы наполнить атмосферу этим газом.

Это мог быть либо процесс хлороводорода с марганцем 4HCl+MnO2=MnCl2+Cl2+2H2O

(В 2020 году были обнаружены бактерии, питающиеся марганцем (4 источник)).

Либо что-то вроде такого:

MnCl2+H2O+CO2=C6H12O6+Cl2+MnO2

NaCl+H2O+CO2=C6H12O6+Cl2+NaOH.

Предположим, что бактерии начали выделять не кислород ,а хлор. В период архея в атмосфере был метан(образованный в результате реакции :4Fe+2 H2O+ CO2=4FeO+CH4),реагирующий с хлором на свету:CH4+Cl2=hvCH3Cl+HCl,CH3Cl+Cl2 =hvCH2Cl2+HCl,CH2Cl2+ Cl2 =hvCHCl3+HCl,и,наконец, CHCl3+Cl2 =hvCCl4+HCl.Таким образом будет постепенно в воде накапливаться соляная кислота и CCl4.Озонового слоя образовываться не будет.

Предположительный состав атмосферы будет таким: