Atmosfera na Ziemi jest ogromna, tak daleko sięgająca, że wpływa nawet na trasę Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Ale jak powstała ta gigantyczna gazowa koperta?
To znaczy, dlaczego Ziemia ma atmosferę?
Krótko mówiąc, nasza atmosfera jest tutaj z powodu grawitacji. Kiedy Ziemia ukształtowała się, około 4,5 miliarda lat temu, na stopionej planecie prawie nie było atmosfery. Jednak w miarę ochładzania się świata jego atmosfera uformowała się, głównie z gazów wydmuchiwanych z wulkanów, według Smithsonian Environmental Research Center (SERC). Ta starożytna atmosfera bardzo różniła się od dzisiejszej; według SERC miał siarkowodór, metan i 10 do 200 razy więcej dwutlenku węgla niż współczesna atmosfera.
„Wierzymy, że Ziemia zaczęła się od atmosfery trochę podobnej do Wenus, z azotem, dwutlenkiem węgla, może metanem” - powiedział Jeremy Frey, profesor chemii fizycznej na University of Southampton w Wielkiej Brytanii. „Życie zaczęło się jakoś, prawie na pewno gdzieś na dnie oceanu”.
Po około 3 miliardach lat system fotosyntetyczny ewoluował, co oznacza, że jednokomórkowe organizmy wykorzystały energię słoneczną do przekształcenia cząsteczek dwutlenku węgla i wody w cukier i gazowy tlen. To drastycznie zwiększyło poziom tlenu, Frey powiedział Live Science. „I to jest największe wydarzenie zanieczyszczenia, można powiedzieć, że życie kiedykolwiek zrobiło cokolwiek, ponieważ powoli przekształciło planetę” - powiedział.
Powiedział Frey, że obecnie atmosfera ziemska składa się z około 80 procent azotu i 20 procent tlenu. Według National Center for Atmospheric Research (NCAR) w tej atmosferze znajdują się również argon, dwutlenek węgla, para wodna i wiele innych gazów.
Dobrze, że te gazy tam są. Nasza atmosfera chroni Ziemię przed ostrymi promieniami słońca i redukuje ekstremalne temperatury, działając jak kołdra owinięta wokół planety. Tymczasem efekt cieplarniany oznacza, że energia ze słońca docierającego do Ziemi zostaje ułożona w atmosferze, pochłonięta i uwolniona przez gazy cieplarniane, zgodnie z NCAR. Istnieje kilka różnych rodzajów gazów cieplarnianych; najważniejsze to dwutlenek węgla, para wodna, metan i podtlenek azotu. Bez efektu cieplarnianego temperatura Ziemi byłaby poniżej zera.
Jednak dziś gazy cieplarniane wymknęły się spod kontroli. W miarę jak ludzie uwalniają więcej dwutlenku węgla do atmosfery, zgodnie z NCAR, efekt cieplarniany na Ziemi staje się silniejszy. Z kolei klimat planety staje się cieplejszy.
Co ciekawe, żadna inna planeta we wszechświecie nie ma atmosfery takiej jak Ziemia. Mars i Wenus mają atmosferę, ale nie są w stanie utrzymać życia (a przynajmniej życia podobnego do Ziemi), ponieważ nie mają wystarczającej ilości tlenu. Rzeczywiście, atmosferą Wenus jest głównie dwutlenek węgla z chmurami kwasu siarkowego, „powietrze” jest tak gęste i gorące, że żaden człowiek nie mógł tam oddychać. Według NASA, gęsta atmosfera dwutlenku węgla Wenus zatrzymuje ciepło w niekontrolowanym efekcie cieplarnianym, czyniąc go najgorętszą planetą w naszym Układzie Słonecznym. Temperatury powierzchni są wystarczająco wysokie, aby stopić ołów.
„Fakt, że Ziemia ma atmosferę, jest niezwykle niezwykły w odniesieniu do planet w Układzie Słonecznym, ponieważ różni się bardzo od innych planet” - powiedział Frey. Na przykład ciśnienie Wenus wynosi około 90 atmosfer, co odpowiada nurkowaniu na wysokości 3000 stóp (914 metrów) pod oceanem na Ziemi. „Oryginalne rosyjskie statki kosmiczne, które tam latały, właśnie nagrywały przez kilka sekund, a następnie zostały zmiażdżone” - powiedział Frey. „Nikt nigdy tak naprawdę nie rozumiał, jak było gorąco”.
Tak więc ziemską atmosferą jest życie - a bez niego życie, jakie znamy, nie istniałoby. „Ziemia potrzebowała odpowiedniej atmosfery, aby zacząć”, powiedział Frey. „Stworzył tę atmosferę i stworzył warunki do życia w tej atmosferze. Atmosfera jest całkowicie integralną częścią układu biologicznego”.
