Jaká je historie atmosféry Země?

Země měla tři atmosféry, každá se různým chemickým složením. První ze zemských atmosfér, vytvořených v době, kdy byla planeta stále velmi mladá, byl především vodík a helium. Tato atmosféra je stará asi 4,57 miliard let a byla krátkodobá - teplo z roztavené kůry a sluneční vítr rozptyloval tuto vrstvu. Vodík a hélium nejsou dostatečně těžké, aby vytvořily stabilní atmosféru, pokud planeta není příliš masivní - tyto prvky s větší pravděpodobností získají únikovou rychlost během náhodných teplotních výkyvů. To je součástí důvodu, proč jsou vodík a helium v ​​zemské atmosféře dnes velmi vzácné.

Asi před 4,4 miliardami roků ztuhla kůra a vytvořilo se mnoho sopek, které vypouštěly páru, oxid uhličitý a amoniak do nebe. V průběhu času se hustota těchto sopečných plynů stala dostatečnou pro vytvoření druhé zemské atmosféry, především oxidu uhličitého a vodní páry. Byl přítomen nějaký dusík, ale téměř žádný volný kyslík. To je podobné atmosféře Venuše, která je 96,5% oxidu uhličitého a 3,5% dusíku. Zemská atmosféra měla v tomto bodě s Venuší něco společného - bylo to asi stokrát hustší než dnes. Tlak na povrchu by byl podobný tlaku pod 1 km (0,62 mi) vody.

Atmosféra Země začala pomalu zřídkavovat, když byl oxid uhličitý rozpuštěn v oceánech a vysrážel se jako uhličitany. Toto pokrylo hodně Země ve vrstvě uhlíku a připravilo půdu pro raný život.

Před 3,5 miliardami let se objevil život ve formě archaea. Asi před 2,7 miliardami let se k nim přidaly mikroby zvané cyanobakterie. Cyanobakterie byly první fototropní organismy produkující kyslík a pomalu začaly nasávat oxid uhličitý z atmosféry a uvolňovaly kyslík. Trvalo dlouho, než se cyanobakterie opravdu začaly, ale mezi 2,7 a 2,2 miliardami let, během raného Paleoproterozoika, tyto mikroby přeměňovaly zemskou atmosféru z anoxické (bez kyslíku) atmosféry na oxický (obsahující kyslík) stát . Tomu se říká Velká oxidace nebo, více obyčejně, kyslíková katastrofa.

Oxidační událost je někdy považována za katastrofu, protože pro většinu živých forem v té době byl kyslík toxický. Proto byla kyslíková katastrofa jednou z prvních velkých hromadných vymírání. Jako výhodu jsme však dostali další zemskou atmosféru, tu, kterou dnes musíme přežít.