地球の大気は巨大で、国際宇宙ステーションの航路にさえ影響を与えるほどに広がっています。しかし、この巨大なガス状エンベロープはどのように形成されたのでしょうか?
つまり、なぜ地球は大気を持っているのでしょうか?
要するに、私たちの大気は重力のためにここにあります。地球が形成されたとき、約45億年前、溶けた惑星にはほとんど大気がありませんでした。しかし、スミソニアン環境研究センター(SERC)によると、世界が冷えると、主に火山から噴出したガスから大気が形成されました。この古代の雰囲気は今日のものとは非常に異なっていました。 SERCによると、硫化水素、メタン、現代の大気の10倍から200倍の二酸化炭素が含まれていました。
英国のサウサンプトン大学の物理化学の教授であるジェレミー・フレイは、次のように述べています。 「その後、生命は何らかの形で始まった。ほぼ間違いなくどこか海の底で。」
約30億年後、光合成システムが進化しました。つまり、単細胞生物は太陽のエネルギーを利用して、二酸化炭素と水の分子を糖と酸素ガスに変えました。これにより酸素レベルが劇的に上昇したと、フライはLive Scienceに語った。 「そして、それが最大の汚染イベントだと言うかもしれません、それは地球がゆっくりと変容したので、人生はこれまでに何もしなかった」と彼は言った。
現在、地球の大気は約80%の窒素と20%の酸素で構成されている、とFrey氏は述べた。国立大気研究センター(NCAR)によると、その大気には、アルゴン、二酸化炭素、水蒸気、その他多数のガスが存在します。
これらのガスが存在するのは良いことです。私たちの大気は、厳しい太陽光線から地球を保護し、極端な気温を低下させ、惑星に巻かれた羽毛布団のように機能します。一方、NCARによれば、温室効果とは、地球に到達する太陽からのエネルギーが大気中に滞留し、温室効果ガスによって吸収および放出されることを意味します。温室効果ガスにはいくつかの種類があります。主なものは二酸化炭素、水蒸気、メタン、亜酸化窒素です。温室効果がなければ、地球の温度は氷点下になります。
しかし、今日、温室効果ガスは制御不能です。 NCARによると、人間がより多くの二酸化炭素を大気中に放出するにつれて、地球の温室効果はより強くなります。次に、惑星の気候は暖かくなります。
興味深いことに、宇宙の他の惑星には地球のような大気はありません。火星と金星には大気がありますが、酸素が足りないため、生命(または少なくとも地球のような生命)をサポートできません。実際、金星の大気は主に二酸化炭素と硫酸の雲であり、「空気」は非常に厚くて熱く、人間が呼吸することはできません。 NASAによると、金星の厚い二酸化炭素の大気は、暴走する温室効果で熱を閉じ込め、太陽系で最も暑い惑星にしています。表面温度は鉛を溶かすのに十分なほど高温です。
「地球が大気を持っているという事実は、それが他の惑星のどれとも非常に異なるという点で、太陽系の惑星に関して非常に珍しいです」とフレイは言いました。たとえば、金星の圧力は約90気圧です。これは、地球の海の下で3,000フィート(914メートル)潜るのと同じです。 「そこに行った元のロシアの宇宙船は数秒間記録し、その後粉砕された」とフレイは言った。 「それがどれほど暑かったか、誰も本当に理解していませんでした。」
つまり、地球の大気は生命であり、それがなければ、私たちが知っているような生命は存在しません。 「地球は始めるために適切な雰囲気を必要としていた」とフレイは言った。 「それはその大気を作り出しました、そしてそれはその大気の中で生きる状況を作り出しました。大気は生物システムの完全に不可欠な部分です。」