Nel primo miliardo di anni o 1°Ga della storia della giovane Terra:
Com’era l’atmosfera all’inizio ?
Qual è stata l’evoluzione dell’atmosfera ?
Come si è passati da una atmosfera marziana all’atmosfera della vita ?
1) Atmosfera in formazione
Inizialmente la Terra era una palla infuocata e nell’atmosfera c’era solo idrogeno, elio e metano, come nell’atmosfera attuale di Nettuno.
- Idrogeno ed Elio sono elementi piccoli e quindi molto leggeri, per effetto delle alte temperature si disperdono nell’atmosfera fino a sfuggire al controllo della gravità.
2) Degassamento della Terra: CO2 e N2
All’inizio e per molto tempo l’atmosfera è invivibile. Dalla palla infuocata esalano in continuazione anidride carbonica, azoto e pochissimo idrogeno, che rendono l’aria irrespirabile e le temperature altissime. L’aria di 4,5 miliardi di anni fa è molto simile ai gas che i vulcani ancora oggi liberano dalle loro bocche infernali. Per fare un esempio l’atmosfera attuale di Marte e Venere è fatta per il 95% di CO2 e per il 3% di N2.
Nel corso di 0,3 miliardi di anni, esattamente da 4,5 a 4,2 miliardi di anni fa, è avvenuto l’85% del degassamento terrestre, il restante 15% è avvenuto negli ultimi 4,2 miliardi di anni.
3) L’arrivo dell’acqua
La differenza la fa l’acqua, che arriva successivamente con le meteoriti o con le stelle comete. Assieme all’acqua dallo spazio arriva anche il metano.
4) L’atmosfera diventa satura di anidride carbonica
Il degassamento libera quantità enormi di carbonio che si riversano nell’atmosfera, con l’ossigeno forma l’anidride carbonica. La CO2 atmosferica determina un grande effetto serra, che alza molto la temperatura tanto che il vapore acqueo resta allo stato gassoso.
5) Si formano gli oceani
La Terra nel tempo disperde calore, si raffredda, per cui 4,4 miliardi di anni fa il vapore comincia a condensare formando gradualmente gli oceani.
6) Il sequestro della CO2
Nel tempo la reazione di CO2 e H2O forma i carbonati. I carbonati si disperdono negli oceani e precipitando formano rocce che sequestrano fino al 99,9% dell’anidride carbonica dispersa nell’atmosfera. Non è un caso che si stimi la quantità di CO2 presente nelle rocce e negli oceani sia uguale alla CO2 dell’atmosfera di Venere. L’effetto serra svanisce e le temperature si riabbassano.
7) La comparsa dell’ossigeno O2
L’Ossigeno non c’è nei gas vulcanici, quindi sarebbe comparso inizialmente per la dissociazione della CO2 e dell’H2O operata dalla radiazione solare. L’accumulo atmosferico di O2 è lento perché viene subito sequestrato per ossidare gas e minerali presenti superficialmente come idrogeno, zolfo, ferro ecc. Però la dissociazione da radiazione solare da sola non riesce a spiegare la gran quantità di O2 atmosferico, per cui si pensa che tutto dipende dalla comparsa dei primi batteri e poi delle cellule eucariote vegetali.
Riassunto dei primi sette passaggi:
La comparsa dei cianobatteri apre a nuovi scenari: l’effetto serra primordiale.
Solo successivamente si apre la gloriosa era dell’ossigeno atmosferico.