De atmosfeer van de aarde is enorm, zo ver dat het zelfs de route van het internationale ruimtestation beïnvloedt. Maar hoe is deze gigantische gasvormige envelop ontstaan?
Dat wil zeggen, waarom heeft de aarde een atmosfeer?
Kortom, onze atmosfeer is hier vanwege de zwaartekracht. Toen de aarde ontstond, ongeveer 4,5 miljard jaar geleden, had de gesmolten planeet amper een atmosfeer. Maar terwijl de wereld afkoelde, vormde de atmosfeer, grotendeels uit gassen die uit vulkanen werden gespoten, volgens het Smithsonian Environmental Research Center (SERC). Deze oude sfeer was heel anders dan die van vandaag; het bevatte waterstofsulfide, methaan en 10 tot 200 keer zoveel kooldioxide als de moderne atmosfeer, volgens SERC.
'We denken dat de aarde begon met een atmosfeer die een beetje op Venus lijkt, met stikstof, koolstofdioxide en misschien methaan', zegt Jeremy Frey, hoogleraar fysische chemie aan de Universiteit van Southampton in het Verenigd Koninkrijk. 'Het leven begon toen op de een of andere manier, vrijwel zeker ergens op de bodem van een oceaan.'
Na ongeveer 3 miljard jaar evolueerde het fotosynthesesysteem, wat betekent dat eencellige organismen de zonne-energie gebruikten om moleculen van kooldioxide en water om te zetten in suiker en zuurstofgas. Dit verhoogde de zuurstofniveaus dramatisch, vertelde Frey aan WordsSideKick.com. 'En dat is het grootste vervuilingsevenement, zou je kunnen zeggen, dat het leven ooit iets heeft gedaan, omdat het de planeet langzaam heeft veranderd', zei hij.
Tegenwoordig bestaat de atmosfeer van de aarde uit ongeveer 80 procent stikstof en 20 procent zuurstof, zei Frey. Die atmosfeer herbergt ook argon, kooldioxide, waterdamp en tal van andere gassen, volgens het National Center for Atmospheric Research (NCAR).
Het is maar goed dat deze gassen er zijn. Onze atmosfeer beschermt de aarde tegen de harde zonnestralen en vermindert extreme temperaturen, gedraagt zich als een dekbed dat om de planeet is gewikkeld. Ondertussen betekent het broeikaseffect dat energie van de zon die de aarde bereikt, in de atmosfeer terechtkomt, wordt geabsorbeerd en vrijgegeven door broeikasgassen, aldus de NCAR. Er zijn verschillende soorten broeikasgassen; de belangrijkste zijn kooldioxide, waterdamp, methaan en lachgas. Zonder het broeikaseffect zou de temperatuur op aarde onder het vriespunt liggen.
Tegenwoordig zijn de broeikasgassen echter niet meer onder controle. Naarmate mensen meer koolstofdioxide in de atmosfeer afgeven, wordt het broeikaseffect van de aarde sterker, volgens NCAR. Het klimaat van de planeet wordt op zijn beurt warmer.
Intrigerend genoeg heeft geen enkele andere planeet in het universum een atmosfeer zoals die van de aarde. Mars en Venus hebben een atmosfeer, maar ze kunnen het leven niet ondersteunen (of in ieder geval niet het leven op aarde), omdat ze niet genoeg zuurstof hebben. De atmosfeer van Venus bestaat inderdaad voornamelijk uit kooldioxide met wolken van zwavelzuur, de 'lucht' is zo dik en heet dat geen mens daar kan ademen. Volgens NASA houdt de dikke kooldioxide-atmosfeer van Venus warmte vast in een weggelopen broeikaseffect, waardoor het de heetste planeet in ons zonnestelsel is. Oppervlaktetemperaturen zijn heet genoeg om lood te smelten.
'Het feit dat de aarde een atmosfeer heeft, is buitengewoon ongebruikelijk met betrekking tot de planeten in het zonnestelsel, omdat het heel anders is dan alle andere planeten', zei Frey. De druk van Venus is bijvoorbeeld ongeveer 90 atmosfeer, het equivalent van duiken op 3000 voet (914 meter) onder de oceaan op aarde. 'De originele Russische ruimteschepen die daarheen gingen, namen slechts een paar seconden op en werden toen verpletterd', zei Frey. 'Niemand heeft ooit echt begrepen hoe heet het was.'
De atmosfeer van de aarde is dus leven - en zonder dat zou leven zoals we het kennen niet bestaan. 'De aarde had de juiste atmosfeer nodig om te beginnen', zei Frey. "Het heeft die atmosfeer gecreëerd, en het heeft omstandigheden gecreëerd om in die atmosfeer te leven. De atmosfeer is een volledig integraal onderdeel van het biologische systeem."
