Maapallon ilmapiiri on valtava, niin pitkälle ulottuva, että se vaikuttaa jopa kansainvälisen avaruusaseman reittiin. Mutta kuinka tämä jättiläinen kaasumainen kirjekuori muodostui?
Eli miksi maapallolla on ilmapiiri?
Lyhyesti sanottuna ilmapiiri on täällä painovoiman vuoksi. Maan muodostuessa noin 4,5 miljardia vuotta sitten sulaisella planeetalla oli tuskin ilmapiiri. Mutta maailman jäähtyessä sen ilmapiiri muodostui pääosin tulivuorien ulos kulkevista kaasuista, Smithsonian Environmental Research Centerin (SERC) mukaan. Tämä muinainen ilmapiiri oli hyvin erilainen kuin nykyään; siinä oli rikkivetyä, metaania ja 10-200 kertaa niin paljon hiilidioksidia kuin nykyaikaisessa ilmakehässä, SERC: n mukaan.
"Uskomme, että maa alkoi ilmakehältä, joka on vähän kuin Venus, typen, hiilidioksidin, ehkä metaanin kanssa", sanoi Yhdistyneen kuningaskunnan Southamptonin yliopiston fysikaalisen kemian professori Jeremy Frey. "Elämä alkoi sitten jotenkin, melkein varmasti jossain valtameren pohjassa."
Noin 3 miljardin vuoden kuluttua fotosynteettinen järjestelmä kehittyi, mikä tarkoittaa, että yksisoluiset organismit käyttivät auringon energiaa kääntämään hiilidioksidin ja veden molekyylejä sokeriksi ja happikaasuksi. Tämä nosti dramaattisesti happitasoja, Frey kertoi Live Science: lle. "Ja se on suurin pilaantumistapahtuma, saatat sanoa, että elämä on koskaan tehnyt mille tahansa, koska se muutti hitaasti planeettaa", hän sanoi.
Nykyään maapallon ilmapiiri koostuu noin 80 prosentista typpeä ja 20 prosenttia happea, Frey sanoi. Tässä ilmakehässä asuu myös argonia, hiilidioksidia, vesihöyryä ja lukuisia muita kaasuja, NCAR: n mukaan.
On hyvä asia, että nämä kaasut ovat siellä. Ilmakehämme suojaa maapalloa ankarilta auringonsäteiltä ja vähentää äärimmäisiä lämpötiloja toimimalla kuin planeetan ympärille kääritty peite. Samaan aikaan kasvihuoneilmiö tarkoittaa, että maapallon päästävä auringosta tuleva energia kulkee ilmakehän suuntaan, kasvihuonekaasut absorboivat ja vapauttavat sitä, NCAR: n mukaan. Kasvihuonekaasuja on useita erityyppisiä; tärkeimmät niistä ovat hiilidioksidi, vesihöyry, metaani ja typpioksidi. Ilman kasvihuoneilmiötä maan lämpötila olisi alle jäätymisen.
Kasvihuonekaasut ovat kuitenkin tänään hallitsemattomia. Kun ihmiset vapauttavat enemmän hiilidioksidia ilmakehään, maan kasvihuoneilmiö vahvistuu, NCAR: n mukaan. Maapallon ilmasto puolestaan lämpenee.
Mielenkiintoisella tavalla missään muussa maailmankaikkeuden planeetassa ei ole ilmakehää kuten Maan. Marsilla ja Venuksella on ilmakehät, mutta ne eivät voi tukea elämää (tai ainakaan ei maapallon kaltaista elämää), koska heillä ei ole tarpeeksi happea. Itse asiassa Venuksen ilmapiiri on pääosin hiilidioksidia, jossa on rikkihappopilviä, 'ilma' on niin paksu ja kuuma, että kukaan ihminen ei pystynyt hengittämään siellä. NASA: n mukaan Venuksen paksu hiilidioksidi-ilmakehä vangitsee lämpöä karkaavaan kasvihuoneilmiöön, mikä tekee siitä aurinkokunnan kuumin planeetta. Siellä olevat pintalämpötilat ovat tarpeeksi kuumia lyijyn sulamiseksi.
"Se tosiasia, että maapallolla on ilmapiiri, on erittäin epätavallinen aurinkokunnan planeettojen suhteen, koska se on hyvin erilainen kuin mikään muu planeetta", Frey sanoi. Esimerkiksi Venuksen paine on noin 90 ilmakehän, mikä vastaa sukellusta 3000 jalkaa (914 metriä) valtameren alla maan päällä. "Alkuperäiset venäläiset avaruusalukset, jotka menivät sinne, vain nauhoittivat muutaman sekunnin ja murskautuivat sitten", Frey kertoi. "Kukaan ei koskaan oikein ymmärtänyt kuinka kuuma se oli."
Joten maapallon ilmapiiri on elämää - ja ilman sitä elämää sellaisena kuin tiedämme, sitä ei olisi olemassa. "Maapallo tarvitsi oikean ilmapiirin aloittaakseen", Frey sanoi. "Se on luonut tuon ilmapiirin ja se on luonut olosuhteet asumaan tuossa ilmakehässä. Ilmapiiri on täysin erottamaton osa biologista järjestelmää."
