Zusammensetzung und geschichtliche entwicklung der erdatmosphäre

Atmosphäre: Nach griech.: atmos=Dunst

sphaira=Kugel

Die Erde entstand vor etwa 4,5 Milliarden Jahren, damals hatte sie zunächst keine Atmosphäre und war schutzlos ihrer Umgebung ausgeliefert.
Es wird vermutet, dass der Ursprung der Atmosphäre in den Ausgasungen einer sich in einem schmelzflüssigen Zustand befindlichen Erde und in den Gasen gewaltiger Vulkanausbrüche wird vor über 4 Milliarden Jahre liegt.
Die wichtigsten Entgasungsprodukte waren Wasserdampf und Kohlendioxid, aus denen die Uratmosphäre damals zum Großteil bestand, daneben gab es in kleineren Mengen Methan und Stickstoff. Es war damals in der Atmosphäre noch kein Sauerstoff vorhanden. Die sehr hohe Konzentration von Kohlendioxid und Wasserdampf lässt ein sehr extremes Treibhausklima über ca. 2 Milliarden Jahre vermuten, in dem kein Leben möglich war. Aufgrund der günstigen Position der Erde zur Sonne führte jedoch eine zunehmende Abkühlung zur Kondensation des Wasserdampfes und zur Bildung des Urozeans. Die Kondensation entzog der Atmosphäre das eine Treibhausgas, den Wasserdampf. In dem entstehenden Ozean wurde dann das andere, das Kohlendioxid, gelöst, verband sich mit Calcium aus der Verwitterung und sank auf den Meeresboden, wo es über lange Zeiträume in Kalkgestein gebunden und damit der Atmosphäre völlig entzogen wurde. [11]

Veränderung des Kohlendioxid- und des Sauerstoffgehalts der Atmosphäre



Veränderung des Kohlendioxid- und des Sauerstoffgehalts der Atmosphäre seit 4,5 bzw. 3,5 Milliarden Jahren
Vor etwa 3,5 Millionen Jahren entstanden im Urozean der Erde entstanden die ersten Organismen, Bakterien und einfachste Einzeller.
Die ersten Pflanzen betrieben Photosynthese, auf diese Weise banden sie weiteres Kohlendioxid, was zur Folge hatte, dass der CO2-Gehalt der Atmosphäre weiter gesenkt wurde. Das Abfallprodukt ihres Stoffwechsels war Sauerstoff [12], der zunächst mit Eisen und Schwefel im Meer reagierte. Später entwich er aber in die Atmosphäre und bildete dort die Grundlage für die Entwicklung komplexerer, vielzelliger Lebensformen. Der Sauerstoffgehalt der Atmosphäre blieb allerdings über eine sehr lange Zeit (4-2,5 Milliarden Jahre v.h.) sehr gering und betrug deutlich weniger als 1% des heutigen Anteils. Die abnehmende Oxidation im Meer und die zunehmende Photosynthese, bald auch von höher entwickelten Pflanzen wie Bäumen, ließ danach den Sauerstoffgehalt aber zunehmend ansteigen. Vor 2-2,3 Milliarden Jahren gab es einen deutlichen Sprung von 10-13 auf 10-5 bar. Ab ungefähr 540-500 Millionen Jahre v.h. kletterte der Wert weiter und schwankt seitdem bis heute zwischen 20 und 30 %. Durch die Senkung des CO2- und den Anstieg des O2-Gehalts war eine Atmosphäre entstanden, die eine Voraussetzung für die Entwicklung höherer Lebensformen war. Es entstanden riesige Wälder, in denen Dinosaurier lebten, und schließlich der Mensch. [13]