Başlangıcından itibaren birçok faktör, atmosferin oluşmasında ve günümüzdeki haline kadar değişmesinde etkili olmuştur. Kıta hareketleri, ısı akışı, gaz ve buhar alışverişi ya da canlıların ortaya saldığı kimyasallar gibi Dünya içinden etkiler olduğu gibi, Güneş’in parlaklığındaki artış, Dünya’nın yörüngesindeki kademeli değişiklikler ya da nadiren de olsa devasa meteor çarpmaları gibi Dünya dışı etkiler de söz konusudur.
Dünya’nın ilk zamanlarıyla ilgili bilgilerimizi temelde üç kaynaktan alıyoruz. Yaklaşık 3,5 milyar yıl öncesinden kalan jeolojik örneklerden, atmosferin değişimini tahmin eden simülasyon programlarından ve Dünya’ya yakın diğer gezegenlerle yaptığımız karşılaştırmalardan.
İlk atmosfer yapısında hidrojen ve helyum içeriyor olabilir. Bu tür hafif gazlar, Dünya’nın çekim gücü yeterince kuvvetli olmadığından ve güneş rüzgârlarını engelleyecek şekilde dünyanın manyetik alanı gelişmediğinden yüzeyde kalmak yerine uzaya kaçıyordu. Çekirdek yapısı belirli hale gelince ve devamında da manyetik alan oluşunca, gazlar Dünya yüzeyinde tutulabilmeye başladı. Manto tabakasındaki aşırı hareketlilik de durulmuştu.
Belirli dönemlerde Dünya yüzeyine çarpan büyük gökcisimleri de uzaya gaz salınmasına neden olmuştur. Ay’ı meydana getiren dev çarpışma ise son derece şiddetlidir ve Dünya’yı ateşten bir top haline getirerek olası tüm atmosferi uçurmuştur.
İlk kalıcı atmosfer ise Dünya oluşurken yapıya katılmış gezegensi gökcisimlerinin yapısındaki uçucu gazların volkanik aktivitelerle dışarı salınmasıyla oluşmuştur. Ancak bu atmosfer silika buharlaşması nedeniyle çok daha yoğun bir yapıdaydı ve karbondioksit baskın olan gazdı. Bunun dışında azot gazı, su buharı, az miktarda karbonmonoksit ve çok az miktarda da metan ve hidrojen bulunuyordu. Karbondioksitin yoğunluğu sera etkisi yaratıyordu ve Güneş’in parlaklığı az olsa da, Dünya yüzeyi sera etkisi sayesinde sıcak kalabiliyordu. En azından ilk onlarca milyon yıl içerisinde, Dünya’da çok aktif bir volkanik aktivite mevcuttu. Manto tabakası ile yüzey arasında uçucu maddeler sürekli olarak yer değiştirdi. Silikanın çökmesiyle birlikte yüzeyde kabuk tabakası da oluşmaya başladı. Bu dönemde atmosfer temel olarak su buharı ve karbondioksitten oluşuyordu. Daha sonraları ise atmosferdeki yoğun karbondioksit manto tabakasında geri dönüşüme uğradı. Su buharı ise yoğun yağmurlarla yüzeye taşınarak okyanusları oluşturdu.
İlk atmosferlerin yapısında serbest halde oksijen bulunmuyordu. Serbest halde olabilecek tüm oksijen atomları, hidrojen ya da yüzeydeki mineraller tarafından bağlanmıştı. Buna bağlı olarak UV ışınlarının zararlı etkisine karşı kalkan görevi gören ozon tabakası da gelişmemişti. Devam eden milyarlarca yıl içerisinde, Dünya’nın biyosfer ve atmosfer tabakaları beraber evrildikçe, fotosentezin yan ürünleri, özellikle de serbest oksijen, atmosferin yapısını değiştirmeye başladı. Koruyucu bir ozon tabakasının da oluşmasında fotosentez sonucu oluşan oksijenin rolü büyük olmuştur. Ozon tabakasının oluşumunu anlattığımız soruda daha detaylı olarak serbest oksijenin ozon tabakasının oluşmasındaki rolünden ve devamında da canlılık üzerindeki etkilerinden bahsedeceğiz.
Günümüz atmosferinin kimyasal yapısına da kısaca bakacak olursak; azot (yüzde 78), oksijen (yüzde 21), argon (yüzde 0,09), karbondioksit (yüzde 0,03) ve diğer çeşitli gazlar bulunur. Su buharı da bunlardan biridir. Oksijen oranının artışıyla birlikte, tekhücreli organizmalardan binlerce kat büyüklükte, devasa boyutlardaki hayvanların oluşmasının önü açılmıştır. Oksijen, bu devasa hayvanların kullanabilecekleri hazır enerjiyi sağlamıştır.
Kaynak: Deniz Şahin, 50 Soruda Yaşamın Tarihi, Bilim ve Gelecek Kitaplığı, Ekim 2011, 2.Baskı, s.108-110
