À medida que os detritos do sistema solar se aglutinaram nos planetas que agora circundam o Sol, a maioria dos gases mais leves formaram uma breve e fina atmosfera ao redor da bola giratória de rochas que se tornou a Terra.
Desde então, a atmosfera mudou e continua a se ajustar à vida. Os sistemas da Terra permanecem tão dinâmicos hoje quanto eram durante a história primitiva da Terra.
Atmosfera mais antiga da Terra
A atmosfera mais antiga da Terra antecede ou talvez coincida com o acúmulo final de material que agora forma o planeta. Compostos contendo hidrogênio, hélio e hidrogênio cercaram brevemente a Terra em formação.
Parte desses gases leves, sobras do Sol, escaparam da gravidade da Terra. A Terra ainda não havia desenvolvido seu núcleo de ferro, então, sem nenhum campo magnético protetor, o poderoso vento solar do Sol soprou para longe os elementos leves que cercam a proto-Terra.
Segunda Atmosfera da Terra
A segunda camada de gases que circundou a Terra poderia ser considerada a primeira atmosfera "real" da Terra. A bola giratória de material fundido desenvolvida a partir de detritos do sistema solar em formação borbulhou e se agitou. A decadência radioativa, o atrito e o calor residual mantiveram a Terra em estado de fusão por meio bilhão de anos.
Durante esse tempo, as diferenças de densidade fizeram com que os elementos mais pesados da Terra afundassem em direção ao núcleo em desenvolvimento da Terra e os elementos mais leves subissem em direção à superfície. As erupções vulcânicas liberaram gases e a formação da atmosfera começou.
A atmosfera da Terra é formada a partir dos gases liberados pela atividade vulcânica constante. A mistura de gases seria muito parecida com a composição liberada durante as erupções vulcânicas modernas. Esses gases incluem:
- Vapor de água
- Dióxido de carbono
- Dióxido de enxofre
- Sulfato de hidrogênio
- Monóxido de carbono
- Enxofre
- Cloro
- Azoto
- Compostos de nitrogênio como amônia, hidrogênio e metano
A falta de ferrugem nas primeiras rochas ricas em ferro mostra que não havia oxigênio livre entre os gases da atmosfera primitiva da Terra.
Conforme a Terra esfriou e os gases se acumularam, o vapor d'água finalmente começou a se condensar em nuvens espessas e as chuvas começaram. Essa chuva continuou por milhões de anos, eventualmente formando o primeiro oceano da Terra. Desde então, o oceano é parte integrante da história da atmosfera.
Terceira formação da atmosfera da Terra
Quando comparamos a atmosfera primitiva da Terra com a atual, as principais diferenças são óbvias. Mas a mudança de uma atmosfera redutora, venenosa para a maioria das formas de vida modernas, para a atual atmosfera rica em oxigênio levou cerca de 2 bilhões de anos, quase metade da vida da Terra.
Evidências fósseis mostram que as primeiras formas de vida na Terra foram bactérias. Cianobactéria, que são bactérias capazes de fotossíntese, e as bactérias quimiossintéticas encontradas em aberturas do fundo do mar prosperam em uma atmosfera pobre em oxigênio.
Esses tipos de bactérias podem prosperar na segunda atmosfera da Terra. A evidência mostra que eles prosperaram por muito tempo, convertendo dióxido de carbono em comida e liberando oxigênio como um produto residual.
No início, o oxigênio se combinou com rochas ricas em ferro, formando o primeiro registro de ferrugem. Mas, eventualmente, o oxigênio liberado excedeu a capacidade da natureza de compensar. As cianobactérias poluíram gradualmente seu ambiente com oxigênio e causaram o desenvolvimento da atual atmosfera da Terra.
Enquanto as cianobactérias liberavam oxigênio, a luz do sol decompunha a amônia na atmosfera. A amônia se decompõe em nitrogênio e hidrogênio. O nitrogênio gradualmente se acumulou na atmosfera, mas o hidrogênio, como a primeira atmosfera da Terra, gradualmente escapou para o espaço.
Atmosfera Atual da Terra
Cerca de 2 bilhões de anos atrás, ocorreu a transição da atmosfera de gás vulcânico para a atual atmosfera de nitrogênio-oxigênio. A proporção de oxigênio-dióxido de carbono flutuou durante o passado, atingindo uma alta rica em oxigênio de cerca de 35 por cento durante o Período Carbonífero (300-355 milhões de anos atrás) e uma baixa de oxigênio de cerca de 15 por cento perto do final do Período Permiano (250 milhões de anos atrás).
A atmosfera moderna contém cerca de 78% de nitrogênio, 21% de oxigênio, 0,9% de argônio e 0,1% de outros gases, incluindo vapor d'água e dióxido de carbono. Essa proporção, com algumas flutuações da proporção oxigênio-dióxido de carbono, permitiu o desenvolvimento da vida na Terra.
Por outro lado, as interações entre as plantas fotossintetizantes e os animais que respiram mantêm a proporção atmosférica atual de gases.