Contenuto
- Prima atmosfera terrestre
- Seconda atmosfera terrestre
- Terza formazione terrestre di atmosfera
- Atmosfera attuale terrestre
Mentre i detriti del sistema solare si fondevano nei pianeti che ora circondavano il Sole, la maggior parte dei gas più leggeri formava una breve e sottile atmosfera attorno alla sfera rotante di rocce che divenne la Terra.
Da allora, l'atmosfera è cambiata e continua ad adattarsi alla vita. I sistemi terrestri rimangono dinamici oggi come lo erano durante la prima storia terrestre.
Prima atmosfera terrestre
La prima atmosfera terrestre precede o forse coincide con l'accumulo finale di materiale che ora forma il pianeta. Idrogeno, elio e composti contenenti idrogeno circondarono brevemente la Terra in formazione.
Parte di questi gas leggeri, gli avanzi del Sole, sfuggirono alla gravità terrestre. La Terra non aveva ancora sviluppato il suo nucleo di ferro, quindi senza un campo magnetico protettivo, il potente vento solare del Sole spazzò via gli elementi luminosi che circondano la proto-Terra.
Seconda atmosfera terrestre
Il secondo strato di gas che circondava la Terra poteva probabilmente essere chiamato la prima atmosfera "reale" della Terra. La sfera rotante di materiale fuso si è sviluppata da detriti del sistema solare formatore gorgogliati e agitati. Il decadimento radioattivo, l'attrito e il calore residuo hanno mantenuto la Terra in uno stato fuso per mezzo miliardo di anni.
Durante quel periodo, le differenze di densità hanno fatto sì che gli elementi più pesanti della Terra affondassero verso la Terra sviluppando il nucleo e gli elementi più leggeri che salivano verso la superficie. Le eruzioni vulcaniche rilasciarono gas e iniziò la formazione dell'atmosfera.
L'atmosfera terrestre si è formata dai gas rilasciati dalla costante attività vulcanica. La miscela di gas sarebbe stata molto simile alla composizione rilasciata durante le moderne eruzioni vulcaniche. Questi gas includono:
La mancanza di ruggine nelle prime rocce ricche di ferro mostra che non c'era ossigeno libero tra i gas nella prima atmosfera della Terra.
Mentre la Terra si raffreddava e si accumulavano i gas, il vapore acqueo alla fine iniziò a condensarsi in nuvole spesse e iniziarono le piogge. Questa pioggia continuò per milioni di anni, formando infine il primo oceano terrestre. L'oceano è da allora parte integrante della storia dell'atmosfera.
Terza formazione terrestre di atmosfera
Quando confrontiamo l'atmosfera iniziale della Terra con quella presente, le differenze principali sono evidenti. Ma il passaggio da un'atmosfera riducente, velenosa alla maggior parte delle forme di vita moderne, all'attuale atmosfera ricca di ossigeno ha richiesto circa 2 miliardi di anni, quasi la metà della durata della vita della Terra.
Le prove fossili mostrano che le prime forme di vita sulla Terra erano batteri. I cianobatteri, che sono batteri capaci di fotosintesi, e i batteri chemiosintetici trovati nelle prese d'aria profonde prosperano in un'atmosfera impoverita di ossigeno.
Questi tipi di batteri potrebbero prosperare nella seconda atmosfera terrestre. Le prove dimostrano che hanno prosperato a lungo, convertendo felicemente l'anidride carbonica in cibo e rilasciando ossigeno come prodotto di scarto.
Dapprima l'ossigeno si combinò con le rocce ricche di ferro, formando la prima ruggine nella roccia. Ma alla fine l'ossigeno rilasciato ha superato la capacità delle nature di compensare. I cianobatteri hanno gradualmente inquinato il loro ambiente con ossigeno e provocato lo sviluppo dell'atmosfera attuale della Terra.
Mentre i cianobatteri sfornavano ossigeno, la luce solare stava abbattendo l'ammoniaca nell'atmosfera. L'ammoniaca si decompone in azoto e idrogeno. L'azoto si accumulò gradualmente nell'atmosfera, ma l'idrogeno, come la prima atmosfera terrestre, fuggì gradualmente nello spazio.
Atmosfera attuale terrestre
Circa 2 miliardi di anni fa, si è verificata la transizione dall'atmosfera di gas vulcanico all'attuale atmosfera di azoto-ossigeno. Il rapporto ossigeno-anidride carbonica ha oscillato in passato, raggiungendo un picco ricco di ossigeno di circa il 35 percento durante Periodo carbonifero (300-355 milioni di anni fa) e un minimo di ossigeno di circa il 15 percento vicino alla fine del Periodo Permiano (250 milioni di anni fa).
L'atmosfera moderna contiene circa il 78% di azoto, il 21% di ossigeno, lo 0,9% di argon e lo 0,1% di altri gas, inclusi vapore acqueo e anidride carbonica. Questo rapporto, con alcune fluttuazioni del rapporto ossigeno-anidride carbonica, ha permesso lo sviluppo della vita sulla Terra.
Al contrario, le interazioni tra piante fotosintetizzanti e animali rispettosi mantengono l'attuale rapporto atmosferico di gas.