Saat puing-puing tata surya menyatu ke dalam planet-planet yang sekarang mengelilingi Matahari, sebagian besar gas paling ringan membentuk atmosfer tipis dan singkat di sekitar bola batu yang berputar yang menjadi Bumi.
Sejak itu, suasana berubah, dan terus menyesuaikan diri dengan kehidupan. Sistem bumi tetap dinamis hari ini seperti pada awal sejarah Bumi.
Atmosfer Bumi Paling Awal
Atmosfer bumi paling awal mendahului atau mungkin bertepatan dengan akumulasi akhir materi yang sekarang membentuk planet ini. Hidrogen, helium, dan senyawa yang mengandung hidrogen secara singkat mengelilingi Bumi yang sedang terbentuk.
Sebagian dari gas-gas ringan ini, sisa-sisa dari Matahari, lolos dari gravitasi Bumi. Bumi belum mengembangkan inti besinya, jadi tanpa medan magnet pelindung, angin matahari yang kuat dari Matahari menerbangkan elemen-elemen cahaya yang mengelilingi proto-Bumi.
Atmosfer Kedua Bumi
Lapisan gas kedua yang mengelilingi Bumi bisa dibilang bisa disebut sebagai atmosfer "nyata" pertama di Bumi. Bola berputar dari material cair yang terbentuk dari puing-puing pembentukan tata surya menggelegak dan bergejolak. Peluruhan radioaktif, gesekan dan sisa panas membuat Bumi dalam keadaan cair selama setengah miliar tahun.
Selama waktu itu, perbedaan kerapatan menyebabkan unsur-unsur bumi yang lebih berat tenggelam menuju inti bumi yang sedang berkembang dan unsur-unsur yang lebih ringan naik ke permukaan. Letusan gunung berapi melepaskan gas, dan pembentukan atmosfer dimulai.
Atmosfer bumi terbentuk dari gas-gas yang dikeluarkan oleh aktivitas vulkanik yang konstan. Campuran gas akan sangat mirip dengan komposisi yang dilepaskan selama letusan gunung berapi modern. Gas-gas tersebut antara lain:
- Uap air
- Karbon dioksida
- Sulfur dioksida
- Hidrogen sulfida
- Karbon monoksida
- Sulfur
- Klorin
- Nitrogen
- Senyawa nitrogen seperti amonia, hidrogen, dan metana
Kurangnya karat di batuan kaya besi awal menunjukkan tidak ada oksigen bebas di antara gas-gas di atmosfer awal Bumi.
Saat Bumi mendingin dan gas menumpuk, uap air akhirnya mulai mengembun menjadi awan tebal, dan hujan pun dimulai. Hujan ini berlanjut selama jutaan tahun, akhirnya membentuk lautan pertama di Bumi. Lautan telah menjadi bagian integral dari sejarah atmosfer.
Pembentukan Atmosfer Ketiga Bumi Third
Ketika kita membandingkan atmosfer awal Bumi dengan atmosfer yang sekarang, perbedaan besar terlihat jelas. Tetapi perubahan dari atmosfer yang berkurang, beracun ke sebagian besar bentuk kehidupan modern, ke atmosfer yang kaya oksigen saat ini membutuhkan waktu sekitar 2 miliar tahun, hampir setengah dari umur Bumi.
Bukti fosil menunjukkan bahwa bentuk kehidupan paling awal di Bumi adalah bakteri. Cyanobacteria, yang merupakan bakteri yang mampu berfotosintesis, dan bakteri kemosintetik yang ditemukan di ventilasi laut dalam tumbuh subur di atmosfer yang kekurangan oksigen.
Jenis bakteri ini dapat berkembang biak di atmosfer kedua Bumi. Bukti menunjukkan mereka berkembang untuk waktu yang lama, dengan senang hati mengubah karbon dioksida menjadi makanan dan melepaskan oksigen sebagai produk limbah.
Pada awalnya oksigen dikombinasikan dengan batuan yang kaya zat besi, membentuk karat pertama dalam catatan batuan. Tapi akhirnya oksigen yang dilepaskan melebihi kemampuan alam untuk mengimbanginya. Cyanobacteria secara bertahap mencemari lingkungan mereka dengan oksigen dan menyebabkan atmosfer bumi saat ini berkembang.
Sementara cyanobacteria menghasilkan oksigen, sinar matahari memecah amonia di atmosfer. Amonia terurai menjadi nitrogen dan hidrogen. Nitrogen secara bertahap menumpuk di atmosfer, tetapi hidrogen, seperti atmosfer pertama Bumi, secara bertahap lolos ke luar angkasa.
Atmosfer Bumi Saat Ini
Sekitar 2 miliar tahun yang lalu, transisi dari atmosfer gas vulkanik ke atmosfer nitrogen-oksigen saat ini terjadi. Rasio oksigen-karbon dioksida telah berfluktuasi selama masa lalu, mencapai tinggi kaya oksigen sekitar 35 persen selama Zaman Karbon (300-355 juta tahun yang lalu) dan oksigen rendah sekitar 15 persen menjelang akhir Periode Permian (250 juta tahun yang lalu).
Atmosfer modern mengandung sekitar 78 persen nitrogen, 21 persen oksigen, 0,9 persen argon dan 0,1 persen gas lainnya, termasuk uap air dan karbon dioksida. Rasio ini, dengan beberapa fluktuasi rasio oksigen-karbon dioksida, telah memungkinkan perkembangan kehidupan di Bumi.
Sebaliknya, interaksi antara tumbuhan yang berfotosintesis dan hewan yang bernafas mempertahankan rasio gas atmosfer saat ini.