مما كان مصنوعًا من الغلاف الجوي البدائي للأرض؟

تشكلت الأرض منذ حوالي 4.5 مليار سنة ، إلى جانب الكواكب السبعة الأخرى في النظام الشمسي. عندما بردت الأرض ، نشأ الغلاف الجوي البدائي عن طريق إطلاق الغازات من البراكين المبكرة. لم يكن الغلاف الجوي المبكر يحتوي على أكسجين وكان من الممكن أن يكون سامًا للبشر ، وكذلك معظم الحياة الأخرى على الأرض اليوم.

يعتقد أن الأرض تشكلت من الغاز والغبار الذي يدور حول الشمس. قد تكون الغالبية العظمى من الغاز مكونة من عناصر أخف ، مثل الهيدروجين والهيليوم. كانت الأرض المبكرة تحتوي على كمية كبيرة من الهيدروجين والهيليوم في الغلاف الجوي وكان من الممكن أن يهرب هذا ببطء إلى الفضاء بسبب انخفاض كتلة هذه الغازات. اليوم ، يشكل الهيدروجين والهيليوم أقل من 1٪ من الغلاف الجوي للأرض.

تم إنتاج بخار الماء من خلال النشاط البركاني المبكر ، وكذلك من المذنبات الحاملة للماء التي اصطدمت بالأرض. بقي بخار الماء في الشكل الغازي ، لأن الأرض المبكرة كانت ساخنة جدًا بحيث لا يتواجد الماء في شكل سائل. لم تظهر محيطات المياه السائلة إلا بعد مرور مليار سنة تقريبًا على تشكل الأرض.

تم إطلاق ثاني أكسيد الكربون بواسطة البراكين على الأرض المبكرة وكان أحد المكونات الرئيسية للغلاف الجوي. مع تقدم عمر الأرض ، انخفض مقدار النشاط البركاني وبدأت بعض الكائنات الحية في استخدام ثاني أكسيد الكربون في عملية التمثيل الضوئي. أدى هذا إلى انخفاض مطرد في مستويات ثاني أكسيد الكربون. يتكون الغلاف الجوي اليوم من 0.04 في المائة فقط من ثاني أكسيد الكربون.

أنتجت البراكين على الأرض المبكرة أيضًا النيتروجين ، الذي أصبح مكونًا رئيسيًا للغلاف الجوي. النيتروجين ضروري لخلق اللبنات الأساسية للحياة ، مثل الأحماض الأمينية. اليوم ، النيتروجين هو أكبر مكون للغلاف الجوي للأرض ، ويمثل ما يقرب من 78 في المائة من الغازات.

لم يكن هناك أكسجين في الغلاف الجوي المبكر حتى طورت الكائنات الحية البسيطة القدرة على إجراء عملية التمثيل الضوئي. خلال هذه العملية ، يتم استخدام ضوء الشمس وثاني أكسيد الكربون من أجل توليد الطاقة ، وإطلاق الأكسجين كمنتج ثانوي. تشير الدراسات الجيوكيميائية إلى أن الأكسجين أصبح أحد مكونات الغلاف الجوي بعد حوالي 2 مليار سنة من تشكل الأرض. ترتبط نسبة صغيرة من ذرات الأكسجين لتكوين الأوزون - وهو جزيء يتكون من ثلاث ذرات أكسجين - في الغلاف الجوي العلوي. اليوم ، يمثل الأكسجين حوالي 21 في المائة من غازات الغلاف الجوي وهو ضروري للحياة. يستخدم الأكسجين الجزيئي البسيط من قبل معظم الكائنات الحية من أجل توليد الطاقة. تلعب طبقة الأوزون دورًا أساسيًا من خلال امتصاص الأشعة فوق البنفسجية الضارة في الغلاف الجوي اليوم.