Amint a Naprendszer törmeléke összeolvadt a Nap körül keringő bolygókká, a legkönnyebb gázok többsége rövid, vékony légkört képezett a Földdé vált sziklák gömbje körül.
Azóta a légkör megváltozott, és továbbra is alkalmazkodik az élethez. A Föld rendszerei ma ugyanolyan dinamikusak maradnak, mint a Föld korai történetében.
A Föld legkorábbi légköre
A Föld legkorábbi légköre megelőzi vagy esetleg egybeesik a bolygót most képező anyag végső felhalmozásával. Hidrogén, hélium és hidrogéntartalmú vegyületek röviden körülvették a kialakuló Földet.
Ezeknek a könnyű gázoknak a Napból visszamaradt része megúszta a Föld gravitációját. A Föld még nem fejlesztette ki vasmagját, így védő mágneses mező nélkül a Nap erős napszele elfújta a Földet körülvevő fényelemeket.
A Föld második légköre
A Földet körülvevő második gázréteget vitathatatlanul a Föld első "igazi" légkörének lehetne nevezni. Az olvadó anyagból álló forgó golyó a kialakuló naprendszer törmelékéből fejlődött ki, buborékolt és kavargott. A radioaktív bomlás, a súrlódás és a visszamaradó hő félmilliárd évig olvadt állapotban tartotta a Földet.
Ez idő alatt a sűrűségbeli különbségek miatt a Föld nehezebb elemei a Föld fejlődő magja felé süllyedtek, a könnyebb elemek pedig a felszín felé emelkedtek. A vulkánkitörések gázokat szabadítottak fel, és megkezdődött a légkör kialakulása.
A Föld légköre az állandó vulkáni tevékenység által felszabaduló gázokból képződött. A gázkeverék nagyon hasonlított volna a modern vulkánkitörések során felszabaduló összetételre. Ezek a gázok a következők:
- Vízpára
- Szén-dioxid
- Kén-dioxid
- Hidrogén-szulfid
- Szén-monoxid
- Kén
- Klór
- Nitrogén
- Nitrogénvegyületek, például ammónia, hidrogén és metán
A rozsda hiánya a korai vasban gazdag kőzetekben azt mutatja, hogy a Föld korai légkörében a gázok között nem volt szabad oxigén.
Amint a Föld lehűlt és a gázok felhalmozódtak, a vízgőz végül vastag felhőkké kezdett kondenzálódni, és megkezdődtek az esőzések. Ez az eső évmilliókig folytatódott, végül a Föld első óceánját képezte. Az óceán azóta is a légkör történetének szerves része.
A Föld harmadik légköri képződése
Ha összehasonlítjuk a Föld korai légkörét a jelenlegi atmoszférájával, akkor nyilvánvalóak a fő különbségek. De a redukáló légkörből, amely mérgezővé válik a legtöbb modern életformává, a jelenlegi oxigénben gazdag atmoszférába való áttérés körülbelül 2 milliárd évet vett igénybe, ami a Föld élettartamának majdnem a fele.
A fosszilis bizonyítékok azt mutatják, hogy a Földön a legkorábbi életformák baktériumok voltak. Cianobaktériumok, amelyek fotoszintézisre képes baktériumok, és a mélytengeri szellőzőkben található kemoszintetikus baktériumok oxigénhiányos légkörben virágoznak.
Az ilyen típusú baktériumok a Föld második légkörében virágozhatnak. A bizonyítékok azt mutatják, hogy sokáig boldogultak, boldogan átalakították a szén-dioxidot étellé és oxigént szabadítottak fel hulladékként.
Eleinte az oxigén vasban gazdag kőzetekkel kombinálva képezte az első rozsdát a kőzetrekordban. De végül a felszabaduló oxigén meghaladta a természet kompenzációs képességét. A cianobaktériumok fokozatosan oxigénnel szennyezték környezetüket, és a Föld jelenlegi légkörét fejlesztették ki.
Amíg a cianobaktériumok oxigént ürítettek, a napfény lebontotta az ammóniát a légkörben. Az ammónia nitrogénné és hidrogénné bomlik. A nitrogén fokozatosan felhalmozódott a légkörben, de a hidrogén, csakúgy, mint a Föld első légköre, fokozatosan kiszabadult az űrbe.
A Föld jelenlegi légköre
Körülbelül 2 milliárd évvel ezelőtt történt átmenet a vulkanikus gáz atmoszférából a jelenlegi nitrogén-oxigén légkörbe. Az oxigén-szén-dioxid arány a múltban ingadozott, és az oxigéndús csúcsot elérte, mintegy 35 százalékot Karbon periódus (300-355 millió évvel ezelőtt) és az oxigénszint alacsony, körülbelül 15 százalékos a vége közelében Permi periódus (250 millió évvel ezelőtt).
A modern légkör körülbelül 78% nitrogént, 21% oxigént, 0,9% argont és 0,1% egyéb gázt tartalmaz, beleértve a vízgőzt és a szén-dioxidot. Ez az arány az oxigén-szén-dioxid arány bizonyos ingadozásaival lehetővé tette az élet fejlődését a Földön.
Ezzel szemben a fotoszintetizáló növények és a lélegző állatok közötti kölcsönhatások fenntartják a gázok jelenlegi légköri arányát.
