Iz česa je bila narejena primitivna atmosfera Zemlje?

Zemlja je nastala pred približno 4,5 milijardami let, skupaj z drugimi sedmimi planeti v sončnem sistemu. Ko se je Zemlja ohladila, je nastajanje primitivnega ozračja nastalo zaradi izplinjevanja zgodnjih vulkanov. V zgodnjem ozračju ni bilo kisika in bi bilo strupeno za ljudi, pa tudi za večino drugih današnjih življenj na Zemlji.

Domneva se, da je Zemlja nastala iz plina in prahu, ki kroži okoli sonca. Veliko večino plina bi sestavljali lažji elementi, kot sta vodik in helij. Zgodnja Zemlja je imela v ozračju veliko vodika in helija, kar bi počasi uhajalo v vesolje zaradi majhne mase teh plinov. Danes vodik in helij predstavljata manj kot 1 odstotek zemeljske atmosfere.

Vodna para je nastala zaradi zgodnjih vulkanskih aktivnosti in tudi iz vodnih kometov, ki so vplivali na zemljo. Vodna para je ostala v plinasti obliki, saj je bila zgodnja Zemlja prevroča, da bi voda obstajala v tekoči obliki. Oceani s tekočo vodo so se pojavili šele približno milijardo let po nastanku Zemlje.

Ogljikov dioksid so vulkani sproščali na zgodnji Zemlji in je bil ena glavnih sestavin njenega ozračja. Ko se je Zemlja starala, se je količina vulkanske aktivnosti zmanjševala in nekateri organizmi so začeli uporabljati ogljikov dioksid pri fotosintezi. To je privedlo do stalnega upada ravni ogljikovega dioksida. Današnje ozračje sestavlja le 0,04 odstotka ogljikovega dioksida.

Vulkani na zgodnji Zemlji so proizvajali tudi dušik, ki je postal glavna sestavina ozračja. Dušik je bistven za ustvarjanje gradnikov življenja, kot so aminokisline. Danes je dušik največja sestavina zemeljske atmosfere, saj predstavlja približno 78 odstotkov plinov.

V zgodnjem ozračju ni bilo kisika, dokler preprosti organizmi niso razvili sposobnosti za fotosintezo. Med tem postopkom se za ustvarjanje energije uporabljata sončna svetloba in ogljikov dioksid, ki kot stranski produkt sprošča kisik. Geokemijske študije kažejo, da je kisik postal sestavni del ozračja približno 2 milijardi let po nastanku Zemlje. Majhen delež kisikovih atomov se je povezal, da je v zgornji atmosferi ustvaril ozon - molekulo, sestavljeno iz treh atomov kisika. Danes kisik predstavlja približno 21 odstotkov atmosferskih plinov in je bistvenega pomena za življenje. Preprost molekularni kisik uporablja večina živih bitij za ustvarjanje energije. Ozonska plast igra bistveno vlogo, saj v današnjem ozračju absorbira škodljivo ultravijolično svetlobo.