ทำไมโลกถึงมีบรรยากาศ?

ชั้นบรรยากาศของโลกมีขนาดมหึมาจนถึงจุดที่ส่งผลกระทบต่อเส้นทางของสถานีอวกาศนานาชาติ แต่ซองจดหมายก๊าซยักษ์นี้ก่อตัวอย่างไร

นั่นคือเหตุใดโลกจึงมีชั้นบรรยากาศ

ในระยะสั้นบรรยากาศของเราอยู่ที่นี่เพราะแรงโน้มถ่วง เมื่อโลกก่อตัวเมื่อประมาณ 4.5 พันล้านปีก่อนดาวเคราะห์หลอมเหลวแทบจะไม่มีชั้นบรรยากาศ แต่เมื่อโลกเย็นลงบรรยากาศของมันก่อตัวขึ้นส่วนใหญ่มาจากก๊าซที่พ่นออกมาจากภูเขาไฟตามศูนย์วิจัยสิ่งแวดล้อมสมิ ธ โซเนียน (SERC) บรรยากาศโบราณนี้แตกต่างจากทุกวันนี้มาก มันมีไฮโดรเจนซัลไฟด์มีเธนและ 10 ถึง 200 เท่าของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มากเท่ากับบรรยากาศสมัยใหม่ตามข้อมูลของ SERC

“ เราเชื่อว่าโลกเริ่มต้นจากบรรยากาศคล้ายดาวศุกร์ด้วยไนโตรเจนคาร์บอนไดออกไซด์หรืออาจมีเธน” เจเรมี่เฟรย์ศาสตราจารย์วิชาเคมีกายภาพของมหาวิทยาลัยเซาแทมป์ตันในสหราชอาณาจักรกล่าว "ชีวิตก็เริ่มขึ้นอย่างใดอย่างหนึ่งเกือบแน่นอนในด้านล่างของมหาสมุทรบางแห่ง"

หลังจากประมาณ 3 พันล้านปีที่ผ่านมาระบบสังเคราะห์แสงวิวัฒนาการซึ่งหมายความว่าสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวใช้พลังงานของดวงอาทิตย์ในการเปลี่ยนโมเลกุลของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำให้เป็นน้ำตาลและก๊าซออกซิเจน ระดับออกซิเจนที่เพิ่มขึ้นอย่างมากนี้ทำให้เฟรย์บอกกับวิทยาศาสตร์สด “ และนั่นเป็นเหตุการณ์มลพิษที่ใหญ่ที่สุดคุณอาจพูดว่าชีวิตนั้นทำทุกอย่างเพราะมันเปลี่ยนโลกอย่างช้า ๆ ” เขากล่าว

ทุกวันนี้ชั้นบรรยากาศของโลกประกอบด้วยไนโตรเจนประมาณ 80 เปอร์เซ็นต์และออกซิเจน 20 เปอร์เซ็นต์เฟรย์กล่าว บรรยากาศนั้นเป็นที่ตั้งของอาร์กอนคาร์บอนไดออกไซด์ไอน้ำและก๊าซอื่น ๆ อีกมากมายตามรายงานของศูนย์วิจัยบรรยากาศแห่งชาติ (NCAR)

เป็นสิ่งที่ดีที่มีก๊าซเหล่านี้อยู่ ชั้นบรรยากาศของเราปกป้องโลกจากรังสีของดวงอาทิตย์และลดอุณหภูมิสุดขั้วทำหน้าที่เหมือนผ้านวมพันรอบโลก ในขณะเดียวกันปรากฏการณ์เรือนกระจกหมายความว่าพลังงานจากดวงอาทิตย์ที่มาถึงโลกได้รับการลอยในบรรยากาศถูกดูดซับและปล่อยจากก๊าซเรือนกระจกตาม NCAR ก๊าซเรือนกระจกมีหลายประเภท ที่สำคัญคือคาร์บอนไดออกไซด์ไอน้ำมีเทนและไนตรัสออกไซด์ หากปราศจากปรากฏการณ์เรือนกระจกอุณหภูมิของโลกจะต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง

อย่างไรก็ตามวันนี้ก๊าซเรือนกระจกไม่สามารถควบคุมได้ ในขณะที่มนุษย์ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มากขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศปรากฏการณ์เรือนกระจกของโลกจะแข็งแกร่งขึ้นตามข้อมูลจาก NCAR ในทางกลับกันสภาพภูมิอากาศของโลกจะอุ่นขึ้น

น่าประหลาดใจที่ไม่มีดาวเคราะห์ดวงอื่นในจักรวาลที่มีชั้นบรรยากาศเหมือนของโลก ดาวอังคารและดาวศุกร์มีชั้นบรรยากาศ แต่พวกมันไม่สามารถช่วยชีวิตได้ (หรืออย่างน้อยก็ไม่ใช่ชีวิตเหมือนโลก) เพราะพวกมันมีออกซิเจนไม่เพียงพอ แท้จริงแล้ววีนัส 'บรรยากาศส่วนใหญ่เป็นคาร์บอนไดออกไซด์ที่มีเมฆของกรดซัลฟูริก' อากาศ 'หนาและร้อนจนไม่มีมนุษย์หายใจได้ จากข้อมูลขององค์การนาซ่าพบว่าบรรยากาศของคาร์บอนไดออกไซด์หนาของดาวศุกร์นั้นกักเก็บความร้อนไว้ในเรือนกระจกที่หลบหนีทำให้มันเป็นดาวเคราะห์ที่ร้อนแรงที่สุดในระบบสุริยะของเรา อุณหภูมิพื้นผิวมีความร้อนเพียงพอที่จะละลายตะกั่ว

"ความจริงที่ว่าโลกมีชั้นบรรยากาศผิดปกติอย่างยิ่งยวดในส่วนที่เกี่ยวกับดาวเคราะห์ในระบบสุริยะเนื่องจากมันแตกต่างจากดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ มาก ๆ " เฟรย์กล่าว ตัวอย่างเช่นความดันของดาวศุกร์มีประมาณ 90 ชั้นเทียบเท่ากับการดำน้ำ 3,000 ฟุต (914 เมตร) ใต้มหาสมุทรบนโลก ยานอวกาศรัสเซียดั้งเดิมที่ไปที่นั่นเพิ่งบันทึกไว้เพียงไม่กี่วินาทีจากนั้นก็ถูกทับอัด Frey กล่าว "ไม่มีใครเข้าใจจริงๆว่ามันร้อนแค่ไหน"

ดังนั้นบรรยากาศของโลกคือชีวิต - หากปราศจากมันชีวิตที่เรารู้ว่าไม่มีอยู่จริง “ โลกต้องการบรรยากาศที่เหมาะสมในการเริ่มต้น” เฟรย์กล่าว “ มันได้สร้างบรรยากาศนั้นและมันได้สร้างสถานการณ์ให้อาศัยอยู่ในบรรยากาศนั้นบรรยากาศเป็นส่วนที่ขาดไม่ได้ของระบบชีวภาพ”