จากหลักฐานต่างๆ เช่น ตัวอย่างน้ำแข็งที่ขุดเจาะขึ้นมาจากธารน้ำแข็งลึกๆ หินจากใต้พื้นโลก หรือฟอสซิลของบักเตรี ฯลฯ ชั้นดินชั้นหินต่างๆ ที่มีฟองอากาศยุคดึกดำบรรพ์ขังอยู่เป็นฟองเล็กให้เรานำมาวิเคราะห์อายุและส่วนประกอบได้ ต่างชี้พ้องต้องกันว่า บรรยากาศของโลกเราเมื่อเริ่มเกิดขึ้นใหม่ๆหลายพันล้านปีก่อนนี้ มีส่วนประกอบแตกต่างจากยุคปัจจุบันอย่างมากมาย
บนโลกที่เพิ่งก่อตัวขึ้นมาแต่เดิมทีนั้น บรรยากาศที่เกิดมาพร้อมกับโลก คงประกอบด้วย ไฮโดรเจน และ ฮีเลียม และสารประกอบของไฮโดรเจน คือ มีเธน(CH4) และ แอมโมเนีย (NH3) เชื่อกันว่าก๊าซในบรรยากาศปฐมภูมิเหล่านี้ คงถูกกระหน่ำซัดสูญหายไปในอวกาศ โดยพายุสุริยะแต่แรกเริ่มอันหนักหน่วงรุนแรง ต่อมาเมื่อดวงอาทิตย์เริ่มเข้าสู่ภาวะสมดุลย์ในวัยวิถีหลัก(Main-sequence)แล้ว พายุสุริยะก็ลดความรุนแรงลง บรรยากาศที่เกิดต่อมาหลังจากนั้น จึงยังคงดำรงอยู่ได้
(ภาพวาด แสดงกลไกวิวัฒนาการของก๊าซอ๊อกซิเจน ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญของการเกิดสิ่งมีชีวิต ในบรรยากาศโลกตั้งแต่ยุคปฐมภูมิเป็นต้นมา ก๊าซเหล่านี้ ออกมาจากภายในของโลก โดยถูกนำพาขึ้นมาด้วยการระเบิดของภูเขาไฟเป็นส่วนใหญ่ และพืชสีเขียวสร้าง อ๊อกซิเจน เป็นส่วนประกอบของบรรยากาศ ในภายหลัง แล้วอ๊อกซิเจนในบรรยากาศ จึงทำให้เกิดก๊าซโอโซนขึ้น ภาพโดยศูนย์นาซ่าก๊อดดาร์ด)
บนโลกที่เพิ่งก่อตัวขึ้นมาแต่เดิมทีนั้น บรรยากาศที่เกิดมาพร้อมกับโลก คงประกอบด้วย ไฮโดรเจน และ ฮีเลียม และสารประกอบของไฮโดรเจน คือ มีเธน(CH4) และ แอมโมเนีย (NH3) เชื่อกันว่าก๊าซในบรรยากาศปฐมภูมิเหล่านี้ คงถูกกระหน่ำซัดสูญหายไปในอวกาศ โดยพายุสุริยะแต่แรกเริ่มอันหนักหน่วงรุนแรง ต่อมาเมื่อดวงอาทิตย์เริ่มเข้าสู่ภาวะสมดุลย์ในวัยวิถีหลัก(Main-sequence)แล้ว พายุสุริยะก็ลดความรุนแรงลง บรรยากาศที่เกิดต่อมาหลังจากนั้น จึงยังคงดำรงอยู่ได้
(ภาพวาด แสดงกลไกวิวัฒนาการของก๊าซอ๊อกซิเจน ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญของการเกิดสิ่งมีชีวิต ในบรรยากาศโลกตั้งแต่ยุคปฐมภูมิเป็นต้นมา ก๊าซเหล่านี้ ออกมาจากภายในของโลก โดยถูกนำพาขึ้นมาด้วยการระเบิดของภูเขาไฟเป็นส่วนใหญ่ และพืชสีเขียวสร้าง อ๊อกซิเจน เป็นส่วนประกอบของบรรยากาศ ในภายหลัง แล้วอ๊อกซิเจนในบรรยากาศ จึงทำให้เกิดก๊าซโอโซนขึ้น ภาพโดยศูนย์นาซ่าก๊อดดาร์ด)
| จากนั้นจึงเริ่มการก่อตัวของ บรรยากาศโลกยุคทุติยภูมิที่กลายมาเป็นบรรยากาศในปัจจุบัน ผิวโลกที่เริ่มเย็นตัวลง ก็มีก๊าซต่างๆ เริ่มผุดออกมาจากใต้พื้นผิวของโลก เช่น จากรอยแตกแยกที่เปลือกโลก และในภายหลังก็ออกมาจากเมื่อเกิดภูเขาไฟระเบิดเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งในยุคนั้น ก็มีภูเขาไฟระเบิดเกิดขึ้นอยู่ตลอดเวลามากกว่าในปัจจุบันเป็นอันมาก การคายก๊าซจากเปลือกโลกเช่นนี้ ก็ยังดำเนินต่อมาจนถึงในปัจจุบัน เพราะโลกของเราก็ยังร้อนและหลอมเหลวอยู่ภายใน และยังเย็นตัวลงอยู่เรื่อยๆ ตัวอย่างที่เห็นได้ชัดก็คือ เรายังมีภูเขาไฟระเบิดอยู่เรื่อยๆ จากแมกม่าที่ลอยตัวขึ้นมาใกล้เปลือกโลก ได้รับแรงกดดันน้อยลง และอุณหภูมิก็ลดลงด้วยในขณะเดียวกัน จึงคายก๊าซออกมา ก๊าซที่ถูกคายออกก็สะสมเพิ่มแรงอัดขึ้นเรื่อยๆ จนเมื่อปะทุออกมาเป็นการระเบิดของภูเขาไฟที่เราได้เป็นประจักษพยาน ทั้งในอดีตและปัจจุบันอยู่ตลอดเวลา |
| ในยุคแรกๆที่โลกเพิ่งจะเย็นตัวลงนั้น ใน บรรยากาศทุติยภูมิ ที่มาจากการคายก๊าซของเปลือกโลกของเรา ประกอบด้วยไอน้ำเป็นส่วนใหญ่(ประมาณ ๘๐ %) ในตอนที่โลกของเรายังร้อนอยู่มาก น้ำก็อยู่ในสภาพที่เป็นไอในบรรยากาศที่ยังร้อนจัดอยู่ เมื่ออุณหภูมิในบรรยากาศลดลงต่ำกว่าจุดเดือดของน้ำ ไอน้ำในบรรยากาศก็ควบแน่นกลายเป็นของเหลว เป็นเม็ดฝนที่ตกผ่านบรรยากาศที่ถ่ายเทความร้อนให้เม็ดฝนที่ตกลงมา จนเดือดพล่านกลับกลายเป็นไอ กลับคืนสู่ยังบรรยากาศไปอีก ไม่มีเหลือรอดตกลงถึงพื้นเลย แต่บรรยากาศก็สูญเสียความร้อนไปให้หยดน้ำกลับกลายสถานะเป็นไอ ไปทีละน้อยๆเช่นนี้ ในขณะเดียวกับที่บรรยากาศค่อยเย็นตัวลง เปลือกโลกก็สูญความร้อนลงไปเรื่อยๆด้วย เพราะมีความร้อนส่วนหนึ่งหลุดหายไปในอวกาศอยู่ตลอดเวลา ไอน้ำที่ควบแน่นเป็นเม็ดฝน จึงสามารถตกลงมาใกล้พื้นเข้าทุกที จนในที่สุดเมื่ออุณหภูมิบนเปลือกโลกลดต่ำกว่าจุดน้ำเดือด เม็ดฝนก็ตกรอดมาถึงพื้นได้ ไอน้ำในบรรยากาศส่วนใหญ่ ก็กลั่นตัวเป็นฝนไหลลงถึงพื้นดิน ไปรวมกันเริ่มกำเนิดเกิดมาเป็นมหาสมุทรเมื่อประมาณ ๓.๓ พันล้านปีมาแล้ว น้ำฝนที่ตกลงมา ก็ชะก๊าซคาร์บอนไดอ๊อกไซด์ จำนวนมาก ละลายลงมาด้วย จากการเปลี่ยนแปลงทางเคมีและกายภาพ ก๊าซคาร์บอนไดอ๊อกไซด์ จึงถูกล็อคอยู่ในชั้นดินชั้นหินที่เป็นคาร์บอเนต เช่น หินปูน เป็นต้น ในบรรยากาศ จึงเหลือแต่ ก๊าซไนโตรเจนที่ค่อนข้างเสถียรในเชิงเคมี เป็นส่วนประกอบหลัก |
