Утворення атмосфери

До теперішнього часу історію утворення атмосфери Землі не вдалося відтворити в точності. Проте були виявлені можливі зміни її складу протягом тисячоліть. Розвиток атмосфери нашої планети почався одночасно з утворенням Землі. Але на думку вчених, у процесі еволюційних перетворень планети і трансформації її до сучасного стану з відповідними параметрами, атмосфера також повністю перетворилася.

Зародження планети

Етап зародження планети, коли з розплавленого стану сформувалося тверде тіло, відносять до періоду 4,5 млрд. років тому. Ця цифра приймається за початок геологічного літочислення. З цього рубежу і почалася еволюція атмосфери. У ході деяких геологічних процесів, наприклад, вивержень вулканів, відбувалося виділення газів з глибоких шарів літосфери. У складі цих газів були азот, метан, аміак, сполуки вуглецю, водяні пари, що брали участь в утворенні первинної атмосфери.

Під впливом сонячного випромінювання, зокрема ультрафіолетової частини спектра, водяна пара розпадалася на водень і кисень. При цьому вільний кисень в ході хімічної реакції з'єднувався з оксидом вуглецю з отриманням вуглекислого газу. Одночасно відбувався розпад аміаку на водень та азот. За рахунок процесів дифузії водень піднімався у верхні шари атмосфери і частково залишав цю оболонку, тоді як важкий азот залишався у нижніх шарах і з часом накопичувався. Тому в сучасній атмосфері азот є основним елементом. Але невелика частка азоту також пов'язувалася в реакціях з іншими хімічними елементами.

Суміш газів, що знаходилася в стародавній атмосфері, піддавалася впливу ультрафіолетової радіації, електричних розрядів, деяких інших факторів, в результаті чого гази вступали в хімічні реакції з утворенням органічних кислот, у тому числі амінокислот - «цеглинок» білків живих організмів. Таким чином, деякі вчені вважають, що життя могло зародитися в первісній атмосфері з певним, відмінним від сьогоднішнього газовим складом.

Появлення перших рослинних організмів

Коли на Землі поширилися примітивні рослинні організми, в їх тканинах почав здійснюватися процес фотосинтезу, що постачав в атмосферу кисень. Вільний кисень піднімався у верхні шари атмосфери, утворюючи оболонку (озоновий шар), що захищала від впливу ультрафіолетового і рентгенівського випромінювання, згубного для всього живого.

Також доведено, що в стародавній атмосфері містилася велика кількість вуглекислого газу. Він поглинався рослинами для фотосинтезу і в ході ряду геологічних процесів. На думку вчених, змінами концентрації вуглекислого газу в атмосфері були обумовлені такі глобальні кліматичні зміни в історії нашої планети, як льодовикові періоди. Гелій, що знаходиться в сучасній атмосфері, являє собою продукт розпаду радіоактивних елементів, таких як торій, уран, радій.

Сучасна атмосфера характеризується великим вмістом вуглекислого газу і кисню, утворених у ході хімічних реакцій з вуглеводнів та аміаку, і значно меншим вмістом водню.