Wetenschappers die de oorsprong van het leven bestuderen, zijn geïnteresseerd in de samenstelling van de vroege atmosfeer van de aarde, omdat de chemie ervan misschien een belangrijke rol heeft gespeeld in de ontwikkeling van het leven. Helaas is het niet eenvoudig om uit te zoeken welke gassen aanwezig waren. Wetenschappers moeten conclusies trekken, de geologische eigenschappen van de aarde bestuderen en beslissen wat deze aanwijzingen kunnen vertellen over de vroege atmosfeer van onze planeet.

Vorming

Net als de andere planeten van het binnenste zonnestelsel, vormde de Aarde door een proces van aanwas - botsing van rotsen en stofdeeltjes, die geleidelijk een groter en groter voorwerp vormden. Deze effecten genereerden veel warmte, dus de vroege aarde zou een hete en verlaten plek zijn geweest. Van waterdamp wordt gedacht dat het een stoomatmosfeer heeft gevormd, en binnenkomende ijzerrijke rotsen die met de Aarde botsen, zouden met een deel van dit water hebben gereageerd om waterstofgas te produceren.

Waterverlies

Hoewel de eerste atmosfeer van de aarde waterstof, waterdamp en helium bevatte, veranderde deze snel. Waterstof en helium zijn zeer lichte gassen, zo licht dat de zwaartekracht van de aarde te zwak is om ze vast te houden. Het meeste waterstof en helium van de vroege atmosfeer ontsnapte de ruimte in. Naarmate de aarde geleidelijk afkoelde, condenseerde de waterdamp en viel er regen.

Uitgassen

Terwijl de aarde waterstof en helium in de ruimte verloor, werden gassen die uit vulkanen ontsnapten al snel een belangrijke bron van aardse atmosfeer. Zoals de vulkanen van vandaag, gaven deze uitbarstingen waarschijnlijk water, CO2, zwaveldioxide, koolmonoxide, chloor, stikstof, waterstof, ammoniak en methaan af. Maar terwijl de Aarde bleef afkoelen, daalde waterdamp uit deze vroege atmosfeer als regen en begon de eerste oceanen te vormen.

Faint Young Sun

De eerste atmosfeer van de aarde was rijk aan broeikasgassen zoals CO2 . Dit was belangrijk omdat de zon in zijn vroege geschiedenis zwakker was en de hoeveelheid energie die de aarde van de zon ontving minder was dan wat hij nu is. Zonder deze broeikasgassen zou de verkoelende Aarde binnenkort te koud zijn geworden om vloeibaar water te ondersteunen, een ernstige barrière voor de vorming van leven zoals wij het kennen. Vroege bacteriën hebben mogelijk ook aanzienlijke hoeveelheden methaan geproduceerd, een ander krachtig broeikasgas, dat het broeikasgaseffect zou hebben verbeterd.