A Föld légkörének alapvető jellemzői

A Naprendszer több bolygóját gázburok, légkör veszi körül. A bolygók légköreivel a légkörtan (meteorológia) tudománya foglalkozik. Legrészletesebben természetesen a Föld levegőburkát ismerjük.

A Föld körülbelül 4600 millió évvel ezelőtt keletkezett. Elsődleges, vagy szoláris (napszerű) légköre főleg hidrogénből (H₂) és héliumból (He) állt. A Föld gravitációs és hőmérsékleti viszonyai miatt e gázok elillantak a világűrbe. Erre a sorsa jutott a Vénusz és a Mars elsődleges légköre is, az óriásbolygók viszont, hatalmas tömegvonzásuk miatt megtartották a szoláris őslégkört. Így például a Jupiter légkörének 99,5%-a hélium és hidrogén.

Földünk tehát átmenetileg légkör nélküli égitest maradt, majd a prekambriumban - 4600-570 millió évvel ezelőtt - végbement nagyfokú meteoritzápor és vulkáni tevékenység nyomán egy másodlagos légkör alakult ki. A Föld új gázburka főleg vízgőzből és szén-dioxidból (CO₂) állott össze.

A szén-dioxidszint a mainak sokszorosa volt. Csökkenésének két oka van: az egyik, hogy 300 Celsius-foknál alacsonyabb hőmérsékleten a légköri szén-dioxid nagy része feloldódik a vizekben. A vízben oldott szén-dioxid aztán a kalciummal reakcióba lépve vegyi úton, kalcium-karbonátként (mész) kiválhat és az aljzatra ülepedhet, vastag mészkőrétegeket építve fel (szén-dioxid szivattyú). Ezenkívül az óceánok, tengerek és tavak sok mészvázas élőlénye a vízből választja ki a mészvázához szükséges nyersanyagot (kagylók, csigák, fejlábúak, korallok, algák), majd pusztulásuk után e mészvázak az aljzatra ülepedve kőzetalkotó mennyiségben halmozódnak fel. E folyamatok következtében a szén-dioxid karbonátos üledékes kőzetekbe záródik.

A földi szén-dioxid túlnyomó része így mészkő és dolomit formájában lelhető fel, ellentétben a Vénuszon kialakult helyzettel, ahol a szén-dioxid főleg az atmoszférában van jelen (a Vénusz felszíni hőmérséklete 477 Celsius-fok). Az érdekesség kedvéért: egy öklömnyi nagyságú mészkődarab sósavval történő feloldásakor 40 m³ szén-dioxidgáz szabadul fel! Ha Földünk hatalmas mészkőtestei nem ejtették volna rabságukba e gázt, nálunk is hasonló forróság lenne. A szén-dioxid légköri mennyiségének növekedése ugyanis a hőmérséklet növekedését idézi elő (üvegházhatás). Újabb példa arra, hogy bolygónk fejlődése mennyire összetett folyamat, s az egyes szférák milyen nagymértékben hatnak egymásra: ha a Földön nem lett volna folyékony víz, akkor ma a Vénuszhoz hasonlatos izzó égitestként keringene a Nap körül, az élet leghalványabb jele nélkül.

₂

A földi oxigén szinte teljes egészében biogén eredetű. Az oxigénszint a földtörténeti óidő karbon időszakában - 360-285 millió éve - már elérte, sőt valószínűleg egy kicsit meg is haladta a mai szintet, feltehetően a dúsan burjánzó vegetációnak köszönhetően.

A nitrogén légkörben való felgyülemlése a tűzhányó-tevékenységnek köszönhető. Az élőlények bomlástermékei is nagy mennyiségű nitrogéntartalmú vegyületet juttattak a légkörbe.