ממה הייתה האווירה הפרימיטיבית של כדור הארץ?

כדור הארץ נוצר לפני כ -4.5 מיליארד שנים, יחד עם שבעת כוכבי הלכת האחרים במערכת השמש. עם התקררות כדור הארץ נוצרה אווירה פרימיטיבית על ידי הוצאת הרי געש מוקדמים. האטמוספירה המוקדמת לא הכילה חמצן והייתה רעילה לבני אדם, כמו גם לרוב החיים האחרים על כדור הארץ כיום.

הוא האמין כי כדור הארץ נוצר מגז ואבק המקיף את השמש. הרוב המכריע של הגז היה מורכב מאלמנטים קלים יותר, כמו מימן והליום. בכדור הארץ המוקדם הייתה כמות גדולה של מימן והליום באטמוספירה וזה היה בורח אט אט לחלל בגלל המסה הנמוכה של הגזים הללו. כיום מימן והליום מהווים פחות מאחוז אחד מהאטמוספירה של כדור הארץ.

אדי מים הופקו על ידי פעילות וולקנית מוקדמת, וגם משביטים נושאי מים המשפיעים על כדור הארץ. אדי המים נותרו בצורה גזית, מכיוון שכדור הארץ המוקדם היה חם מכדי שהמים יוכלו להתקיים בצורה נוזלית. אוקיינוסים של מים נוזליים לא הופיעו רק כמיליארד שנים לאחר שנוצר כדור הארץ.

פחמן דו חמצני שוחרר על ידי הרי געש בכדור הארץ המוקדם והיה אחד המרכיבים העיקריים באטמוספירה שלו. עם התבגרות כדור הארץ, כמות הפעילות הוולקנית פחתה וכמה אורגניזמים החלו להשתמש בפחמן דו חמצני בפוטוסינתזה. זה הוביל לירידה מתמדת ברמות הפחמן הדו-חמצני. האטמוספירה של היום מורכבת מ- 0.04 אחוזים בלבד מפחמן דו חמצני.

הרי געש בכדור הארץ המוקדם ייצרו גם חנקן, שהפך למרכיב עיקרי באטמוספירה. חנקן חיוני ליצירת אבני בניין של החיים, כגון חומצות אמינו. כיום החנקן הוא המרכיב הגדול ביותר באטמוספירה של כדור הארץ, המהווה כ 78 אחוז מהגזים.

לא היה חמצן באטמוספירה המוקדמת עד שאורגניזמים פשוטים פיתחו את היכולת לבצע פוטוסינתזה. במהלך תהליך זה משתמשים באור שמש ובפחמן דו חמצני במטרה ליצור אנרגיה, ומשחררת חמצן כתוצר לוואי. מחקרים גיאוכימיים מצביעים על כך שחמצן הפך למרכיב באטמוספירה כ -2 מיליארד שנים לאחר שנוצר כדור הארץ. חלק קטן מאטומי החמצן שנקשרו ליצירת אוזון - מולקולה המורכבת משלושה אטומי חמצן - באטמוספרה העליונה. כיום, חמצן מהווה כ- 21 אחוז מהגזים האטמוספריים והוא חיוני לחיים. חמצן מולקולרי פשוט משמש את רוב היצורים החיים במטרה ליצור אנרגיה. שכבת האוזון ממלאת תפקיד מהותי על ידי ספיגת אור אולטרה סגול מזיק באווירה של ימינו.