Hvad er historien om jordens atmosfære?

Jorden har haft tre atmosfærer, der hver har forskellig kemisk sammensætning. Den første af jordens atmosfærer, dannet da planeten stadig var meget ung, var primært brint og helium. Denne atmosfære er omkring 4,57 milliarder år gammel og var kortvarig - varme fra den smeltede skorpe og solvinden spredte dette lag. Hydrogen og helium er ikke tunge nok til at danne en stabil atmosfære, medmindre planeten er meget massiv - disse elementer er mere tilbøjelige til at få flugthastighed under tilfældige termiske udsving. Dette er en del af grunden til, at brint og helium er meget sjældne i Jordens atmosfære i dag.

For omkring 4,4 milliarder år siden størknet skorpen, og der blev dannet adskillige vulkaner, der kastede damp, kuldioxid og ammoniak ind i himlen. Med tiden blev densiteten af ​​disse vulkanske gasser tilstrækkelig til at danne en anden Jordatmosfære, primært af kuldioxid og vanddamp. Noget nitrogen var til stede, men næppe noget frit ilt. Dette svarer til Venus 'nuværende atmosfære, der er 96,5% kuldioxid og 3,5% nitrogen. Jordens atmosfære på dette tidspunkt havde noget andet til fælles med Venus - det var omkring 100 gange tættere end det er i dag. Trykket ved overfladen ville have svaret til trykket under 1 km (0,62 mi) vand.

Jordens atmosfære begyndte langsomt at blive sjælden, da kuldioxid blev opløst i verdenshavene og udfældet som carbonater. Dette belagte store dele af Jorden i et kulstoflag og satte scenen for det tidlige liv.

For 3,5 milliarder år siden var livet vokset op i form af archaea. For cirka 2,7 milliarder år siden blev de forbundet med mikrober kaldet cyanobakterier. Cyanobakterier var de første iltproducerende fototrope organismer og begyndte langsomt at suge kuldioxid ud af atmosfæren og frigive ilt. Det tog lang tid, før cyanobakterierne virkelig kom i gang, men mellem 2,7 og 2,2 milliarder år i løbet af den tidlige Paleoproterozoic konverterede disse mikrober Jordens atmosfære fra en anoxisk (iltmangel) atmosfære til en oxisk (ilt-indeholdende) tilstand . Dette kaldes den store oxidation eller, mere almindeligt, iltkatastrofen.

Oxidationshændelsen betragtes sommetider som en katastrofe, fordi ilt for de fleste livsformer, der var levende på det tidspunkt, var giftigt. Derfor var iltkatastrofen en af ​​de første store masseudryddelser. Som en fordel fik vi dog en anden af ​​Jordens atmosfærer, den, vi har brug for for at overleve i dag.