Die Erdatmosphäre ist enorm und reicht so weit, dass sie sogar die Route der Internationalen Raumstation beeinflusst. Aber wie hat sich diese riesige gasförmige Hülle gebildet?
Das heißt, warum hat die Erde eine Atmosphäre?
Kurz gesagt, unsere Atmosphäre ist wegen der Schwerkraft hier. Als sich die Erde vor etwa 4,5 Milliarden Jahren bildete, hatte der geschmolzene Planet kaum eine Atmosphäre. Als sich die Welt abkühlte, bildete sich laut Smithsonian Environmental Research Center (SERC) eine Atmosphäre, die größtenteils aus Gasen bestand, die aus Vulkanen ausgestoßen wurden. Diese alte Atmosphäre war ganz anders als heute; Laut SERC hatte es Schwefelwasserstoff, Methan und 10- bis 200-mal so viel Kohlendioxid wie die moderne Atmosphäre.
"Wir glauben, dass die Erde mit einer Atmosphäre begann, die der Venus ähnelt, mit Stickstoff, Kohlendioxid, vielleicht Methan", sagte Jeremy Frey, Professor für physikalische Chemie an der Universität von Southampton in Großbritannien. "Das Leben begann dann irgendwie, mit ziemlicher Sicherheit irgendwo auf dem Grund eines Ozeans."
Nach rund 3 Milliarden Jahren entwickelte sich das Photosynthesesystem, was bedeutete, dass einzellige Organismen die Sonnenenergie nutzten, um Kohlendioxid- und Wassermoleküle in Zucker und Sauerstoffgas umzuwandeln. Dies erhöhte den Sauerstoffgehalt dramatisch, sagte Frey gegenüber Live Science. "Und das ist das größte Verschmutzungsereignis, könnte man sagen, dass das Leben jemals etwas angetan hat, weil es den Planeten langsam verändert hat", sagte er.
Heutzutage besteht die Erdatmosphäre zu ungefähr 80 Prozent aus Stickstoff und zu 20 Prozent aus Sauerstoff, sagte Frey. In dieser Atmosphäre befinden sich laut dem Nationalen Zentrum für Atmosphärenforschung (NCAR) auch Argon, Kohlendioxid, Wasserdampf und zahlreiche andere Gase.
Es ist gut, dass diese Gase da sind. Unsere Atmosphäre schützt die Erde vor den harten Sonnenstrahlen und reduziert extreme Temperaturen. Sie wirkt wie eine Bettdecke, die um den Planeten gewickelt ist. In der Zwischenzeit bedeutet der Treibhauseffekt, dass Energie von der Sonne, die die Erde erreicht, in die Atmosphäre gelangt und von Treibhausgasen absorbiert und freigesetzt wird, so die NCAR. Es gibt verschiedene Arten von Treibhausgasen. Die wichtigsten sind Kohlendioxid, Wasserdampf, Methan und Lachgas. Ohne den Treibhauseffekt wäre die Erdtemperatur unter dem Gefrierpunkt.
Treibhausgase sind heute jedoch außer Kontrolle geraten. Laut NCAR wird der Treibhauseffekt der Erde stärker, wenn Menschen mehr Kohlendioxid in die Atmosphäre abgeben. Im Gegenzug wird das Klima des Planeten wärmer.
Interessanterweise hat kein anderer Planet im Universum eine Atmosphäre wie die Erde. Mars und Venus haben Atmosphären, aber sie können das Leben nicht unterstützen (oder zumindest nicht das erdähnliche Leben), weil sie nicht genug Sauerstoff haben. In der Tat besteht die Atmosphäre der Venus hauptsächlich aus Kohlendioxid mit Schwefelsäurewolken. Die Luft ist so dick und heiß, dass dort kein Mensch atmen kann. Laut NASA fängt die dicke Kohlendioxidatmosphäre der Venus die Wärme in einem außer Kontrolle geratenen Treibhauseffekt ein und macht sie damit zum heißesten Planeten in unserem Sonnensystem. Die Oberflächentemperaturen dort sind heiß genug, um Blei zu schmelzen.
"Die Tatsache, dass die Erde eine Atmosphäre hat, ist in Bezug auf die Planeten im Sonnensystem äußerst ungewöhnlich, da sie sich sehr von allen anderen Planeten unterscheidet", sagte Frey. Zum Beispiel beträgt der Druck der Venus etwa 90 Atmosphären, was einem Tauchen von 914 Metern unter dem Ozean auf der Erde entspricht. "Die ursprünglichen russischen Raumschiffe, die dorthin fuhren, wurden nur für einige Sekunden aufgenommen und dann zerquetscht", sagte Frey. "Niemand hat jemals wirklich verstanden, wie heiß es war."
Die Erdatmosphäre ist also Leben - und ohne sie würde das Leben, wie wir es kennen, nicht existieren. "Die Erde brauchte die richtige Atmosphäre, um loszulegen", sagte Frey. "Es hat diese Atmosphäre geschaffen, und es hat Umstände geschaffen, um in dieser Atmosphäre zu leben. Die Atmosphäre ist ein ganz wesentlicher Bestandteil des biologischen Systems."
