כדור הארץ - הרכב ומבנה כדור הארץ - אטמוספירה

האטמוספירה של כדור הארץ היא מעטפת של אוויר סביבו. אטמוספירה זו צפופה באופן יחסי וככל שעולים ומתרחקים מכדור הארץ, הולכת צפיפות האוויר ונהיית דלילה יותר. היא מורכבת מכ-78% חנקן, 21% חמצן, 0.934% ארגון, 0.035% פחמן דו-חמצני וכמויות מזעריות של גזים נוספים, כמו מימן, מתאן, הליום ועוד. כמו כן קיימת כמות כלשהי של מים באטמוספירה, בין 0 ל-7 אחוזים, בהתאם לאזור הגאוגרפי ולאקלים.

 

ישנם מדענים המעריכים כי לכדור הארץ הייתה אטמוספירה ראשונית עם היווצרותו, שהייתה מורכבת מהגזים שבערפילית ממנה נוצרה מערכת השמש, בעיקר מימן והליום, אך זו התפזרה לחלל. לאחר התקררות הדרגתית, קליפת כדור הארץ נוצרה במהלך התקופה שלפני 3.5 - 3.9 מיליארד שנים, במהלכה התרחשה פעילות געשית אינטנסיבית אשר שחררה כמויות גדולות של פחמן דו-חמצני ואדי מים. כמו כן, ישנה תאוריה הגורסת כי כדור הארץ ספג מטחים תכופים של שביטים אשר גם הכילו כמויות גדולות של מים. עם המשך ההתקררות של האטמוספירה החלו להתעבות אדי המים ליצירת אוקיינוסים שספגו לתוכם את מרבית הפחמן הדו-חמצני.

 

הרכבה של האטמוספירה השתנה לכדי צורתה הנוכחית בזכות תהליכי פוטוסינתזה שביצעו אורגניזמים שונים כגון ציאנו-בקטריות וצמחים, בתהליך ששחרר חמצן לאטמוספירה באופן הדרגתי והפחית את כמות הפחמן הדו-חמצני (תהליך הידוע בשם "אסון החמצן"). הופעת החמצן אפשרה תהליכי נשימה אירובים שצורכים את החמצן וכך נוצר איזון בין שני התהליכים והרכב האמוספירה התייצב לכדי "האטמוספירה השלישית", הקיימת כיום. הופעת החמצן אפשרה גם את היווצרותה של שכבת האוזון, לה חשיבות רבה בקיום החיים על פני כדור הארץ שכן היא מסננת את הקרינה האולטרה־סגולה המגיעה מהשמש, המסכנת את היצורים החיים. שכבת האוזון מצויה ברובה בסטרטוספירה, בגובה של כ-10 עד 50 ק"מ.‏.

 

לאטמוספירה השפעות נוספות החשובות לקיום החיים, ובהן הגנה מפני גרמי שמים שונים כגון אסטרואידים ומטאורואידים, אשר חלקם נשרף כליל במהלך החדירה לאטמוספירה. גזי החממה שבאטמוספירה, בעיקר אדי מים, פחמן דו-חמצני, מתאן ואוזון, מאפשרים את קיומו של אפקט החממה במסגרתו הגזים הללו מחזירים אל הקרקע קרינה תרמית שהיא פולטת, ובכך מאפשרים את מיתון הטמפרטורה על פני כדור הארץ. ללא אפקט החממה, הטמפרטורה הממוצעת בכדור הארץ הייתה 16- מעלות צלזיוס, ולא הטמפרטורה הנוכחית של 15 מעלות צלזיוס.‏ כיום מתרחשת באופן הדרגתי התחממות עולמית, כשרוב הקהילה המדעית סבורה שתופעה זו נגרמת עקב פליטה מלאכותית של גזי חממה.