Что такое история земной атмосферы?

Земля имела три атмосферы, каждая из которых отличается по химическому составу. Первая из атмосфер Земли, сформировавшаяся, когда планета была еще очень молода, была главным образом водородом и гелием. Этой атмосфере около 4,57 миллиардов лет, и она была недолгой - тепло от расплавленной коры и солнечного ветра рассеивало этот слой. Водород и гелий недостаточно тяжелы, чтобы создать стабильную атмосферу, если планета не очень массивна - эти элементы с большей вероятностью набирают скорость выхода при случайных тепловых колебаниях. Это одна из причин, почему водород и гелий очень редки в атмосфере Земли сегодня.

Около 4,4 миллиардов лет назад кора затвердела, и образовались многочисленные вулканы, выбрасывающие в небо пар, углекислый газ и аммиак. Со временем плотность этих вулканических газов стала достаточной для формирования второй атмосферы Земли, в основном из углекислого газа и водяного пара. Присутствовало немного азота, но почти не было свободного кислорода. Это похоже на нынешнюю атмосферу Венеры, которая содержит 96,5% углекислого газа и 3,5% азота. Атмосфера Земли в этот момент имела что-то общее с Венерой - она ​​была примерно в 100 раз плотнее, чем сегодня. Давление на поверхности было бы похоже на давление под водой на 1 км (0,62 мили).

Атмосфера Земли постепенно начала разрушаться, поскольку углекислый газ растворялся в океанах и выпадал в осадок в виде карбонатов. Это покрыло большую часть Земли слоем углерода и подготовило почву для ранней жизни.

3,5 миллиарда лет назад появилась жизнь в форме архей. Около 2,7 миллиардов лет назад к ним присоединились микробы, называемые цианобактериями. Цианобактерии были первыми фототропными организмами, продуцирующими кислород, и постепенно начали всасывать углекислый газ из атмосферы и выделять кислород. Потребовалось много времени, чтобы цианобактерии действительно начали работу, но между 2,7 и 2,2 миллиардами лет, в течение раннего палеопротерозоя, эти микробы превратили атмосферу Земли из бескислородной (с недостатком кислорода) атмосферы в кислородное (кислородсодержащее) состояние , Это называется Великим окислением или, чаще всего, кислородной катастрофой.

Событие окисления иногда считают катастрофой, потому что для большинства живых существ в то время кислород был токсичным. Поэтому Кислородная катастрофа была одним из первых массовых вымираний. Однако в качестве выгоды мы получили еще одну атмосферу Земли, ту, которая нам нужна для выживания сегодня.