De atmosfeer waar we vandaag van genieten, is radicaal anders dan de atmosfeer die miljarden jaren geleden met de aarde is gevormd. En toch veranderde de vroege atmosfeer van de aarde op de een of andere manier in de levengevende atmosfeer waar we vandaag van genieten.
De aarde is 4,6 miljard jaar geleden met de zon gevormd. Op dat moment was het niets meer dan een gesmolten bol gesteente omgeven door een atmosfeer van waterstof en helium. Omdat de aarde nog geen magnetisch veld had om haar te beschermen, blies de intense zonnewind van de jonge zon deze vroege atmosfeer weg.
Toen de aarde voldoende afkoelde om een vaste korst te vormen (4,4 miljard jaar geleden), was deze bedekt met actieve vulkanen. Deze vulkanen spuwden gassen uit, zoals waterdamp, kooldioxide en ammoniak. Deze vroege giftige atmosfeer leek in niets op de atmosfeer die we vandaag hebben.
Licht van de zon breekt de ammoniakmoleculen af die vrijkomen door vulkanen, waardoor stikstof in de atmosfeer vrijkomt. In miljarden jaren is de hoeveelheid stikstof opgebouwd tot het niveau dat we nu zien.
Hoewel het leven slechts een paar honderd miljoen jaar later werd gevormd, duurde het tot de evolutie van bacteriën 3,3 miljard jaar geleden dat de vroege aardatmosfeer echt veranderde in de atmosfeer die we vandaag kennen. In de periode van 2,7 tot 2,2 miljard jaar geleden gebruikten deze vroege bacteriën - bekend als cyanobacteriën - energie van de zon voor fotosynthese en gaven zuurstof af als bijproduct. Ze sloegen ook kooldioxide af in organische moleculen.
In slechts een paar honderd miljoen jaar veranderde deze bacterie de samenstelling van de atmosfeer van de aarde volledig, waardoor we bij ons huidige mengsel van 21% zuurstof en 78% stikstof kwamen.
We hebben veel artikelen geschreven over het Earth for Space Magazine. Hier is een artikel over hoe de vroege atmosfeer van de aarde heel anders was dan die we vandaag zien, en een ander waarin wordt beschreven hoe de atmosfeer van Titan waarschijnlijk lijkt op de vroege atmosfeer van de aarde.
Wilt u meer bronnen op aarde? Hier is een link naar NASA's Human Spaceflight-pagina en hier is NASA's Visible Earth.
We hebben ook een aflevering van Astronomy Cast about Earth opgenomen, als onderdeel van onze tour door het zonnestelsel - Aflevering 51: Earth.
