No kā veidojās Zemes primitīvā atmosfēra?

Zeme izveidojās aptuveni pirms 4,5 miljardiem gadu kopā ar pārējām septiņām Saules sistēmas planētām. Zemei atdziestot, agrīnu vulkānu izplūdes gāzu ietekmē radās primitīva atmosfēra. Agrīnā atmosfērā nebija skābekļa, un tā būtu bijusi toksiska cilvēkiem, kā arī lielākajai daļai citu Zemes dzīvību šodien.

Tiek uzskatīts, ka Zeme ir izveidojusies no gāzes un putekļiem, kas riņķo ap sauli. Lielāko daļu gāzes būtu veidojuši vieglāki elementi, piemēram, ūdeņradis un hēlijs. Agrīnās Zemes atmosfērā bija liels daudzums ūdeņraža un hēlija, un tas būtu lēnām izkļuvis kosmosā šo gāzu mazās masas dēļ. Mūsdienās ūdeņradis un hēlijs veido mazāk nekā 1 procentu no Zemes atmosfēras.

Ūdens tvaikus radīja agrīna vulkāniskā darbība, kā arī ūdeni nesošās komētas, kas ietekmē zemi. Ūdens tvaiki palika gāzveida formā, jo agrīnā Zeme bija pārāk karsta, lai ūdens pastāvētu šķidrā veidā. Šķidro ūdeņu okeāni parādījās tikai aptuveni miljardu gadu pēc Zemes veidošanās.

Oglekļa dioksīdu izlaida agrīnā Zemes vulkāni un tas bija viens no galvenajiem tās atmosfēras komponentiem. Zemei novecojot, vulkāniskās aktivitātes apjoms samazinājās, un daži organismi fotosintēzē sāka izmantot oglekļa dioksīdu. Tas izraisīja stabilu oglekļa dioksīda līmeņa pazemināšanos. Mūsdienu atmosfēru veido tikai 0,04 procenti oglekļa dioksīda.

Agrīnā Zemes vulkāni radīja arī slāpekli, kas kļuva par galveno atmosfēras sastāvdaļu. Slāpeklis ir būtisks, lai radītu dzīvības pamatelementus, piemēram, aminoskābes. Mūsdienās slāpeklis ir lielākā Zemes atmosfēras sastāvdaļa, kas veido aptuveni 78 procentus no gāzēm.

Agrīnā atmosfērā nebija skābekļa, līdz vienkārši organismi attīstīja spēju veikt fotosintēzi. Šī procesa laikā saules enerģija un oglekļa dioksīds tiek izmantoti enerģijas radīšanai, atbrīvojot skābekli kā blakusproduktu. Ģeoķīmiskie pētījumi liecina, ka skābeklis kļuva par atmosfēras sastāvdaļu aptuveni 2 miljardus gadu pēc Zemes veidošanās. Neliela daļa skābekļa atomu, kas savienoti, lai atmosfēras augšējā daļā izveidotu ozonu - molekulu, kas sastāv no trim skābekļa atomiem. Mūsdienās skābeklis veido aptuveni 21 procentus no atmosfēras gāzēm un ir būtisks dzīvībai. Enerģijas radīšanai lielākā daļa dzīvo radību izmanto vienkāršu molekulāro skābekli. Ozona slānim ir būtiska loma, absorbējot kaitīgo ultravioleto gaismu mūsdienu atmosfērā.