Zawartość
- Najwcześniejsza atmosfera Ziemi
- Druga atmosfera Ziemi
- Trzecia formacja atmosfery na Ziemi
- Obecna atmosfera Ziemi
Gdy szczątki Układu Słonecznego zlewały się w planety krążące obecnie wokół Słońca, większość najlżejszych gazów tworzyła krótką, cienką atmosferę wokół wirującej kuli skał, która stała się Ziemią.
Od tego czasu atmosfera się zmieniła i nadal dostosowuje się do życia. Systemy ziemskie są dziś równie dynamiczne, jak we wczesnej historii Ziemi.
Najwcześniejsza atmosfera Ziemi
Najwcześniejsza atmosfera na Ziemi poprzedza lub może zbiega się z ostatecznym nagromadzeniem materiału, który teraz tworzy planetę. Wodór, hel i związki zawierające wodór krótko otaczały formującą się Ziemię.
Część tych lekkich gazów, pozostałości po Słońcu, uciekła grawitacji Ziemi. Ziemia nie rozwinęła jeszcze swojego żelaznego rdzenia, więc bez ochronnego pola magnetycznego potężny wiatr słoneczny Słońca zdmuchnął lekkie elementy otaczające proto-ziemię.
Druga atmosfera Ziemi
Druga warstwa gazów otaczająca Ziemię może być prawdopodobnie nazwana pierwszą „prawdziwą” atmosferą Ziemi. Kula wirująca stopionego materiału powstała z gruzów tworzącego się układu słonecznego bulgotała i ubijała się. Rozpad promieniotwórczy, tarcie i ciepło resztkowe utrzymywały Ziemię w stanie stopionym przez pół miliarda lat.
W tym czasie różnice gęstości spowodowały, że cięższe pierwiastki Ziemi opadły w kierunku Ziemi, rozwijając jądro, a jaśniejsze elementy unoszą się w kierunku powierzchni. Erupcje wulkanów spowodowały uwolnienie gazów i rozpoczęło się tworzenie atmosfery.
Atmosfera ziemska utworzona z gazów uwalnianych przez stałą aktywność wulkaniczną. Mieszanina gazowa byłaby bardzo podobna do kompozycji uwalnianej podczas współczesnych erupcji wulkanicznych. Gazy te obejmują:
Brak rdzy we wczesnych skałach bogatych w żelazo pokazuje, że nie było wolnego tlenu wśród gazów we wczesnej atmosferze Ziemi.
W miarę ochładzania się Ziemi i gromadzenia się gazów para wodna ostatecznie zaczęła kondensować w gęste chmury i zaczęły się deszcze. Deszcz trwał przez miliony lat, ostatecznie tworząc pierwszy ocean Ziemi. Ocean był odtąd integralną częścią historii atmosfery.
Trzecia formacja atmosfery na Ziemi
Kiedy porównamy wczesną atmosferę Ziemi z jej obecną, główne różnice są oczywiste. Ale zmiana z atmosfery redukującej, trującej na najnowocześniejsze formy życia, na obecną atmosferę bogatą w tlen zajęła około 2 miliardów lat, prawie połowę długości życia Ziemi.
Dowody kopalne pokazują, że najwcześniejszymi formami życia na Ziemi były bakterie. Cyjanobakterie, które są bakteriami zdolnymi do fotosyntezy, oraz bakterie chemosyntetyczne znajdujące się w otworach głębinowych rozwijają się w atmosferze pozbawionej tlenu.
Tego rodzaju bakterie mogą się rozwijać w drugiej atmosferze Ziemi. Dowody wskazują, że prosperowały przez długi czas, szczęśliwie przekształcając dwutlenek węgla w żywność i uwalniając tlen jako produkt odpadowy.
Początkowo tlen w połączeniu ze skałami bogatymi w żelazo, tworząc pierwszą rdzę w zapisie skalnym. Ale w końcu uwolniony tlen przekroczył naturalną zdolność kompensacji. Cyjanobakterie stopniowo zanieczyszczały swoje środowisko tlenem i powodowały rozwój obecnej atmosfery ziemskiej.
Podczas gdy cyjanobakterie wytwarzały tlen, światło słoneczne rozkładało amoniak w atmosferze. Amoniak rozkłada się na azot i wodór. Azot stopniowo gromadził się w atmosferze, ale wodór, podobnie jak pierwsza atmosfera Ziemi, stopniowo uciekał w przestrzeń kosmiczną.
Obecna atmosfera Ziemi
Około 2 miliardów lat temu nastąpiło przejście z atmosfery gazu wulkanicznego do obecnej atmosfery azotowo-tlenowej. Stosunek tlenu do dwutlenku węgla wahał się w przeszłości, osiągając bogaty w tlen poziom około 35 procent w ciągu roku Okres karboński (300-355 milionów lat temu) i niski poziom tlenu około 15 procent pod koniec Okres permski (250 milionów lat temu).
Nowoczesna atmosfera zawiera około 78 procent azotu, 21 procent tlenu, 0,9 procent argonu i 0,1 procent innych gazów, w tym pary wodnej i dwutlenku węgla. Ten stosunek, z pewnymi wahaniami stosunku tlenu do dwutlenku węgla, pozwolił na rozwój życia na Ziemi.
I odwrotnie, interakcje między roślinami fotosyntetyzującymi a oddychającymi zwierzętami utrzymują obecny stosunek atmosferyczny gazów.