Jaka jest historia atmosfery ziemskiej?

Ziemia miała trzy atmosfery, każda różniąca się składem chemicznym. Pierwszą atmosferą Ziemi, powstałą, gdy planeta była jeszcze bardzo młoda, był głównie wodór i hel. Ta atmosfera ma około 4,57 miliarda lat i była krótkotrwała - ciepło ze stopionej skorupy i wiatr słoneczny rozproszyły tę warstwę. Wodór i hel nie są wystarczająco ciężkie, aby stworzyć stabilną atmosferę, chyba że planeta jest bardzo masywna - pierwiastki te mają większe szanse na uzyskanie prędkości ucieczki podczas przypadkowych wahań termicznych. Jest to jeden z powodów, dla których wodór i hel są dziś bardzo rzadkie w ziemskiej atmosferze.

Około 4,4 miliarda lat temu skorupa zestaliła się i powstały liczne wulkany, wyrzucając na niebo parę, dwutlenek węgla i amoniak. Z czasem gęstość tych gazów wulkanicznych stała się wystarczająca do utworzenia drugiej ziemskiej atmosfery, głównie dwutlenku węgla i pary wodnej. Część azotu była obecna, ale prawie żaden wolny tlen. Jest to podobne do obecnej atmosfery Wenus, która stanowi 96,5% dwutlenku węgla i 3,5% azotu. Atmosfera ziemska w tym momencie miała coś wspólnego z Wenus - była około 100 razy gęstsza niż obecnie. Ciśnienie na powierzchni byłoby podobne do ciśnienia poniżej 1 km (0,62 mi) wody.

Atmosfera ziemska zaczęła powoli ulegać krystalizacji, gdy dwutlenek węgla rozpuszczał się w oceanach i wytrącał się jako węglany. To pokryło znaczną część Ziemi warstwą węgla i przygotowało grunt pod wczesne życie.

3,5 miliarda lat temu pojawiło się życie w postaci archeonów. Około 2,7 miliarda lat temu dołączyły do ​​nich drobnoustroje zwane sinicami. Sinice były pierwszymi produkującymi tlen organizmami fototropowymi i powoli zaczęły zasysać dwutlenek węgla z atmosfery i uwalniać tlen. Zajęło dużo czasu, aby sinice się naprawdę zaczęły, ale od 2,7 do 2,2 miliarda lat, podczas wczesnego paleoproterozoiku, te drobnoustroje przekształciły atmosferę ziemską z atmosfery beztlenowej (pozbawionej tlenu) w stan tlenowy (zawierający tlen) . Nazywa się to Wielkim Utlenianiem lub, częściej, Katastrofą Tlenową.

Zdarzenie utleniania jest czasem uważane za katastrofę, ponieważ dla większości żyjących form życia w tym czasie tlen był toksyczny. Dlatego Katastrofa Tlenowa była jednym z pierwszych poważnych masowych wymierania. Jednak jako korzyść otrzymaliśmy inną atmosferę na Ziemi, tę, której potrzebujemy, aby przetrwać dzisiaj.