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La Terre s'est formée il y a environ 4,5 milliards d'années, avec les sept autres planètes du système solaire. Lorsque la Terre s'est refroidie, une atmosphère primitive a été créée par le gazage des premiers volcans. L'atmosphère primitive ne contenait pas d'oxygène et aurait été toxique pour l'homme, ainsi que pour la plupart des autres êtres vivants sur Terre aujourd'hui.
Hydrogène et hélium
On pense que la Terre s'est formée à partir de gaz et de poussière en orbite autour du soleil. La grande majorité du gaz aurait été composée d'éléments plus légers, tels que l'hydrogène et l'hélium. La Terre primitive avait une grande quantité d'hydrogène et d'hélium dans l'atmosphère, ce qui se serait lentement échappé dans l'espace en raison de la faible masse de ces gaz. Aujourd'hui, l'hydrogène et l'hélium constituent moins de 1% de l'atmosphère terrestre.
Vapeur d'eau
La vapeur d'eau était produite par les premières activités volcaniques, ainsi que par les comètes transportant de l'eau et impactant la Terre. La vapeur d'eau restait sous forme gazeuse, car la Terre primitive était trop chaude pour que l'eau existe sous forme liquide. Les océans d’eau liquide n’apparurent qu’un milliard d’années environ après la formation de la Terre.
Gaz carbonique
Le dioxyde de carbone a été libéré par les volcans sur la Terre primitive et était l’un des constituants principaux de son atmosphère. À mesure que la Terre vieillissait, la quantité d’activité volcanique diminuait et certains organismes commençaient à utiliser le dioxyde de carbone pour la photosynthèse. Cela a conduit à une baisse constante des niveaux de dioxyde de carbone. L’atmosphère actuelle ne contient que 0,04% de dioxyde de carbone.
Azote
Les volcans de la Terre primitive produisaient également de l'azote, qui devint un composant majeur de l'atmosphère. L'azote est essentiel à la création d'éléments constitutifs de la vie, tels que les acides aminés. Aujourd'hui, l'azote est le constituant le plus important de l'atmosphère terrestre, représentant environ 78% des gaz.
Oxygène
Il n'y avait pas d'oxygène dans l'atmosphère primitive jusqu'à ce que de simples organismes développent la capacité d'effectuer la photosynthèse. Au cours de ce processus, la lumière du soleil et le dioxyde de carbone sont utilisés pour créer de l'énergie et libérer de l'oxygène en tant que sous-produit. Des études géochimiques suggèrent que l'oxygène est devenu une composante de l'atmosphère environ 2 milliards d'années après la formation de la Terre. Une faible proportion des atomes d'oxygène liés pour créer de l'ozone - une molécule composée de trois atomes d'oxygène - dans la haute atmosphère. Aujourd'hui, l'oxygène représente environ 21% des gaz atmosphériques et est essentiel à la vie. L'oxygène moléculaire simple est utilisé par la plupart des êtres vivants pour créer de l'énergie. La couche d'ozone joue un rôle essentiel en absorbant les rayons ultraviolets nocifs présents dans l'atmosphère actuelle.