Hva var jordens primitive atmosfære laget av?

Jorden dannet seg for rundt 4,5 milliarder år siden, sammen med de andre syv planetene i solsystemet. Da jorden avkjølte, ble det opprettet en primitiv atmosfære ved utgassing av tidlige vulkaner. Den tidlige atmosfæren inneholdt ingen oksygen og ville ha vært giftig for mennesker, så vel som de fleste andre liv på jorden i dag.

Det antas at jorden har dannet seg fra gass og støv som kretser rundt solen. Det store flertallet av gassen ville ha vært sammensatt av de lettere elementene, som hydrogen og helium. Den tidlige jorden hadde en stor mengde hydrogen og helium i atmosfæren, og dette ville sakte rømt ut i rommet på grunn av den lave massen av disse gassene. I dag utgjør hydrogen og helium mindre enn 1 prosent av jordens atmosfære.

Vanndamp ble produsert av tidlig vulkansk aktivitet, og også fra vannbærende kometer som påvirket jorden. Vanndampen forble i gassform siden den tidlige jorden var for varm til at vann kunne eksistere i flytende form. Flytende vannhav dukket ikke opp før omtrent en milliard år etter at jorden ble dannet.

Karbondioksid ble frigitt av vulkaner på den tidlige jorden og var en av hovedbestanddelene i atmosfæren. Etter hvert som jorden ble eldre, reduserte mengden vulkansk aktivitet, og noen organismer begynte å bruke karbondioksid i fotosyntese. Dette førte til en jevn nedgang i karbondioksidnivået. Dagens atmosfære består av bare 0,04 prosent karbondioksid.

Vulkaner på den tidlige jorden produserte også nitrogen, som ble en viktig komponent i atmosfæren. Nitrogen er viktig for å skape byggesteiner i livet, for eksempel aminosyrer. I dag er nitrogen den største bestanddelen av jordens atmosfære, og står for omtrent 78 prosent av gassene.

Det var ikke noe oksygen i den tidlige atmosfæren før enkle organismer utviklet evnen til å utføre fotosyntese. I løpet av denne prosessen brukes sollys og karbondioksid for å skape energi og frigjøre oksygen som et biprodukt. Geokjemiske studier antyder at oksygen ble en komponent i atmosfæren omtrent to milliarder år etter at jorden ble dannet. En liten andel av oksygenatomene bundet for å danne ozon - et molekyl bestående av tre oksygenatomer - i den øvre atmosfæren. I dag utgjør oksygen omtrent 21 prosent av de atmosfæriske gassene og er viktig for livet. Enkelt molekylært oksygen brukes av de fleste levende skapninger for å skape energi. Ozonlaget spiller en viktig rolle ved å absorbere skadelig ultrafiolett lys i dagens atmosfære.