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地球は、太陽系の他の7つの惑星とともに、約45億年前に形成されました。地球が冷えるにつれて、初期の火山のガス放出によって原始的な大気が作られました。初期の大気には酸素が含まれていなかったため、今日の地球上の他のほとんどの生命と同様に、人間にも有毒でした。
水素とヘリウム
地球は、太陽を周回するガスと塵から形成されたと考えられています。ガスの大部分は、水素やヘリウムなどのより軽い元素で構成されていたでしょう。初期の地球には大気中に大量の水素とヘリウムがあり、これらのガスの質量が少ないため、これはゆっくりと宇宙に逃げていたでしょう。今日、水素とヘリウムは地球の大気の1パーセント未満を占めています。
水蒸気
水蒸気は初期の火山活動によって、また地球に影響を与える水を運ぶ彗星からも生成されました。初期の地球は水が液体の形で存在するには熱すぎたため、水蒸気は気体の形のままでした。液体の海は、地球が形成されてから約10億年後まで現れませんでした。
二酸化炭素
二酸化炭素は初期の地球の火山によって放出され、その大気の主要な成分の1つでした。地球が老化するにつれて、火山活動の量は減少し、一部の生物は光合成で二酸化炭素を利用し始めました。これにより、二酸化炭素レベルが着実に低下しました。今日の大気はわずか0.04％の二酸化炭素で構成されています。
窒素
地球初期の火山も窒素を生成し、これが大気の主要な構成要素になりました。窒素は、アミノ酸などの生命のビルディングブロックを作成するために不可欠です。今日、窒素は地球大気の最大成分であり、ガスの約78％を占めています。
酸素
初期の大気には、単純な生物が光合成を実行する能力を進化させるまで酸素がありませんでした。このプロセスでは、エネルギーを生成し、副産物として酸素を放出するために、太陽光と二酸化炭素が使用されます。地球化学的研究は、酸素が地球が形成されてから約20億年後に大気の成分になったことを示唆しています。結合された酸素原子のごく一部が、上層大気にオゾン（3つの酸素原子からなる分子）を生成します。今日、酸素は大気ガスの約21％を占めており、生命に不可欠です。単純な分子酸素は、ほとんどの生物がエネルギーを生成するために使用します。オゾン層は、今日の大気中の有害な紫外線を吸収することにより重要な役割を果たします。