Sisältö
Maa muodostui noin 4,5 miljardia vuotta sitten yhdessä aurinkojärjestelmän seitsemän muun planeetan kanssa. Maapallon jäähtyessä syntyi alkeellinen ilmapiiri varhaisten tulivuorien kaasutuksen seurauksena. Varhaisessa ilmakehässä ei ollut happea ja se olisi ollut myrkyllistä ihmisille, samoin kuin useimmalle muulle maapallon nykyiselle elämälle.
Vety ja helium
Maan uskotaan muodostuneen kaasusta ja pölystä, joka kiertää aurinkoa. Suurin osa kaasusta olisi koostettu kevyemmistä elementeistä, kuten vedystä ja heliumista. Varhaisessa maapallossa oli ilmakehässä suuri määrä vetyä ja heliumia, ja tämä olisi hitaasti päästänyt avaruuteen näiden kaasujen pienen massan vuoksi. Nykyään vety ja helium muodostavat alle yhden prosentin maapallon ilmakehästä.
Vesihöyry
Vesihöyryä tuotettiin varhaisessa vulkaanisessa toiminnassa, ja myös vettä kantavista komeetoista, jotka vaikuttivat maahan. Vesihöyry pysyi kaasumaisessa muodossa, koska varhainen maa oli liian kuuma, jotta vesi voisi esiintyä nestemäisessä muodossa. Nestemäiset valtameret syntyivät vasta miljardin vuoden kuluttua maan muodostumisesta.
Hiilidioksidi
Tulivuoret vapauttivat hiilidioksidia varhaisessa maapallossa ja oli yksi ilmakehän pääosista. Maan vanhetessa vulkaanisen aktiivisuuden määrä väheni ja jotkut organismit alkoivat käyttää hiilidioksidia fotosynteesissä. Tämä johti hiilidioksidipitoisuuden tasaiseen laskuun. Nykypäivän ilmapiiri koostuu vain 0,04 prosenttia hiilidioksidista.
typpi
Varhaisen maan tulivuoret tuottivat myös typpeä, josta tuli merkittävä osa ilmakehää. Typpi on välttämätöntä elämän rakennuspalikoiden, kuten aminohappojen, luomiseksi. Nykyään typpi on suurin maapallon ilmakehän ainesosa, jonka osuus kaasuista on noin 78 prosenttia.
Happi
Varhaisessa ilmakehässä ei ollut happea, ennen kuin yksinkertaiset organismit kehittivät kyvyn suorittaa fotosynteesi. Tämän prosessin aikana auringonvaloa ja hiilidioksidia käytetään energian luomiseen vapauttaen happea sivutuotteena. Geokemialliset tutkimukset osoittavat, että hapesta tuli ilmakehän osa noin 2 miljardia vuotta maan muodostumisen jälkeen. Pieni osa happiatomeista sitoutui muodostamaan otsonin - kolmesta happiatomista koostuvan molekyylin - atmosfäärin yläosaan. Nykyään hapen osuus on noin 21 prosenttia ilmakehän kaasuista ja se on välttämätöntä elämälle. Useimmat elävät olennot käyttävät yksinkertaista molekyylin happea energian luomiseen. Otsonikerroksella on tärkeä rooli absorboimalla haitallista ultraviolettivaloa nykypäivän ilmakehässä.