Wat is de geschiedenis van de atmosfeer van de aarde?

De aarde heeft drie atmosferen, elk verschillend in chemische samenstelling. De eerste atmosfeer van de aarde, gevormd toen de planeet nog erg jong was, was voornamelijk waterstof en helium. Deze atmosfeer is ongeveer 4,57 miljard jaar oud en was van korte duur - warmte van de gesmolten korst en zonnewind verdreven deze laag. Waterstof en helium zijn niet zwaar genoeg om een ​​stabiele atmosfeer te vormen, tenzij de planeet zeer massief is - deze elementen zullen eerder ontsnappen aan snelheid tijdens willekeurige thermische fluctuaties. Dit is een deel van de reden waarom waterstof en helium tegenwoordig zeer zeldzaam zijn in de atmosfeer van de aarde.

Ongeveer 4,4 miljard jaar geleden stolde de korst en vormden zich talloze vulkanen die stoom, kooldioxide en ammoniak in de lucht stoten. Na verloop van tijd werd de dichtheid van deze vulkanische gassen voldoende om een ​​tweede aardatmosfeer te vormen, voornamelijk uit kooldioxide en waterdamp. Enige stikstof was aanwezig, maar nauwelijks vrije zuurstof. Dit is vergelijkbaar met de huidige atmosfeer van Venus, die 96,5% koolstofdioxide en 3,5% stikstof is. De aardatmosfeer op dit punt had nog iets anders gemeen met Venus - het was ongeveer 100 keer dichter dan nu. De druk aan het oppervlak zou vergelijkbaar zijn geweest met de druk onder 1 km (0,62 mi) water.

De atmosfeer van de aarde begon langzaam te verzwakken toen de koolstofdioxide in de oceanen werd opgelost en als carbonaten neersloeg. Dit bedekte een groot deel van de aarde in een laag koolstof en vormde de basis voor het vroege leven.

3,5 miljard jaar geleden was het leven ontstaan ​​in de vorm van archaea. Ongeveer 2,7 miljard jaar geleden werden ze vergezeld door microben genaamd cyanobacteriën. Cyanobacteriën waren de eerste zuurstofproducerende fototrope organismen en begonnen langzaam kooldioxide uit de atmosfeer op te zuigen en zuurstof af te geven. Het duurde lang voordat de cyanobacteriën echt van start gingen, maar tussen 2,7 en 2,2 miljard jaar, tijdens het vroege Paleoproterozoïc, hebben deze microben de atmosfeer van de aarde omgezet van een zuurstofloze (zuurstofarme) atmosfeer in een oxische (zuurstof bevattende) toestand . Dit wordt de Grote Oxidatie genoemd, of vaker de zuurstofcatastrofe.

De oxidatie-gebeurtenis wordt soms als een catastrofe beschouwd omdat zuurstof voor de meeste toenmalige levensvormen giftig was. Daarom was de zuurstofcatastrofe een van de eerste grote massa-uitstervingen. Als voordeel hebben we echter nog een andere atmosfeer van de aarde, die we vandaag moeten overleven.