Di cosa era fatta l'atmosfera primitiva della Terra?

La Terra si è formata circa 4,5 miliardi di anni fa, insieme agli altri sette pianeti del sistema solare. Quando la Terra si è raffreddata, è stata creata un'atmosfera primitiva dall'emissione di gas dei primi vulcani. L'atmosfera primitiva non conteneva ossigeno e sarebbe stata tossica per gli esseri umani, così come per la maggior parte delle altre forme di vita sulla Terra oggi.

Si ritiene che la Terra si sia formata da gas e polvere in orbita attorno al sole. La stragrande maggioranza del gas sarebbe stata composta da elementi più leggeri, come l'idrogeno e l'elio. La Terra primitiva aveva una grande quantità di idrogeno ed elio nell'atmosfera e questo sarebbe fuggito lentamente nello spazio a causa della bassa massa di questi gas. Oggi, l'idrogeno e l'elio costituiscono meno dell'1% dell'atmosfera terrestre.

Il vapore acqueo è stato prodotto dalle prime attività vulcaniche e anche dalle comete che trasportano acqua che colpiscono la terra. Il vapore acqueo è rimasto in forma gassosa, poiché la Terra primitiva era troppo calda perché l'acqua potesse esistere in forma liquida. Gli oceani di acqua liquida non sono apparsi fino a circa un miliardo di anni dopo la formazione della Terra.

L'anidride carbonica è stata rilasciata dai vulcani sulla Terra primordiale ed era uno dei principali costituenti della sua atmosfera. Con l'invecchiamento della Terra, la quantità di attività vulcanica è diminuita e alcuni organismi hanno iniziato a utilizzare l'anidride carbonica nella fotosintesi. Ciò ha portato a un costante calo dei livelli di anidride carbonica. L'atmosfera odierna consiste solo dello 0,04 percento di anidride carbonica.

I vulcani sulla Terra primordiale producevano anche azoto, che divenne un componente importante dell'atmosfera. L'azoto è essenziale per creare elementi costitutivi della vita, come gli amminoacidi. Oggi, l'azoto è il più grande costituente dell'atmosfera terrestre, rappresentando circa il 78% dei gas.

Non c'era ossigeno nell'atmosfera primitiva fino a quando gli organismi semplici non svilupparono la capacità di effettuare la fotosintesi. Durante questo processo, la luce solare e l'anidride carbonica vengono utilizzate per creare energia, liberando ossigeno come sottoprodotto. Gli studi geochimici suggeriscono che l'ossigeno è diventato un componente dell'atmosfera circa 2 miliardi di anni dopo la formazione della Terra. Una piccola parte degli atomi di ossigeno si è legata per creare l'ozono - una molecola costituita da tre atomi di ossigeno - nell'alta atmosfera. Oggi l'ossigeno rappresenta circa il 21% dei gas atmosferici ed è essenziale per la vita. L'ossigeno molecolare semplice viene utilizzato dalla maggior parte delle creature viventi per creare energia. Lo strato di ozono svolge un ruolo essenziale assorbendo la luce ultravioletta dannosa nell'atmosfera odierna.