Atmosfer, gezegenin etrafını küresel olarak saran gazlardan oluşur. Bu gazlar yer-çekimi nedeniyle yerin etrafında tutulur.
Dünya soğumaya, kıtalar ve okyanuslar henüz şekillenmeye başladığında belirgin, yani günümüz atmosferine benzeyen bir atmosferden söz edilemez. Katı bir kabukla örtülü dünyanın ilk soğumaya başladığı zamanlarda, yüzeyi hafif sıcaktır.
Volkanların kabuğu delerek çıkarttığı malzemede, yoğun bir su buharı vardır. Yer-yüzü sıcak olduğundan bu buhar su olarak depolanamaz ve bu nedenle okyanuslar ve denizler oluşamaz; ama kızgın buharlar daha da yukarılara taşınarak, bir anlamda yerin soğumasına yardımcı olur. Yukarıya doğru yükselen buharı nedeniyle görünüm yoğun bir sis manzarası şeklindedir.
Her taraf nemle doygun yağmur bulutlarıyla kaplıdır. Serbest oksijen yoktur, hemen hepsi uzaya kaçmıştır. Bir süre sonra yerin yüzeyi soğuyacak ve doygun nem, yağmur şeklinde yeryüzünün çukur yerlerinde birikmeye başlayacaktır. Böylece, daha da berraklaşan gökyüzünde, Güneş’in morötesi ışınlarının su buharı molekülleri üzerindeki parçalayıcı etkisi serbest hidrojen ve oksijenin meydana gelmesini sağlayacaktır.
Bu arada okyanuslarda birikmiş olan oksijen de, gaz olarak atmosfere yayılmaya başlamıştır. Hidrojen hafif element olduğundan doğrudan uzaya kaçmış, buna karşılık oksijen atomları güneş ışığı bombardımanına uğrayarak ozonu (03) meydana getirmiş ve böylece Güneş’in zararlı etkilerinden dünyayı ve canlılığı koruyacak bir ozon tabakası oluşmuştur.
Yerin etrafını oluşturan ve onunla birlikte hareket eden gaz topluluğunun ilksel kökeninde, volkanların püskürttüğü gazlar yer alır. En önemli sorulardan biri, atmosferi oluşturan gaz topluluğuna oksijenin nasıl, hangi yollarla katılmış olduğudur.
Oksijenin katılmasıyla ve belli bir süre içinde gelişim göstermesiyle, nitrojen (azot) yüzde 78, oksijen yüzde 21, argon yüzde 1, karbondioksit yüzde 0,0383 oranında, neon, helyum, metan, kripton, hidrojen ve önemlisi su buharıyla birlikte, atmosferin bileşimini oluşturacaktır.
Bu gaz topluluğunun gezegenin ilk safhalarındaki bileşimi ile bugünkü bileşimi arasında önemli farklar olduğunu biliyoruz. Özellikle gazların bileşimine 02’nin katılışı ve atmosferdeki havanın soluduğumuz düzeye gelmesi milyonlarca yıllık bir süreyi almıştır.
Atmosferde oksijenin gelişiminin kronolojisine kısaca bakalım: 3,85-2,45 milyar yılları arasında, atmosferde ve yerin ortamlarında serbest oksijenin olmadığını biliyoruz. Araştırmalar bunu açıklıyor. Günümüzden 3,5 milyar yıl önce, Arkean Dönemi’nde serbest oksijen içermeyen bir atmosferin varlığını, bazı verilere bakarak anlıyoruz.
Arkean Dönemi’nde, okyanusların sığlıklarında koloniler oluşturarak yaşayan mavi-yeşil suyosunları, oksijeni fotosentez yoluyla üretmektedir ve ilk serbest oksijen üreticisi olarak da bilinirler. Suyosunları ortamdaki CO2 ve H20’yu ışık enerjisini kullanarak özümlemiş ve serbest oksijenin atmosfere yayılmasını sağlamıştır. Bu olay, 02’nin evrim yolculuğunun başlangıcıdır diyebiliriz. 9. sorunun yanıtında açıkladığımız gibi, serbest oksijen mitokondriler tarafından kullanılacak ve hücre içi solunum da bu yolla sağlanacaktır. Ancak mavi-yeşil alglerin ürettiği oksijen, tümüyle karalar tarafından emilmektedir.
2,45-1,85 milyar yılları arasında, Proteroziyik’in başlarında çok büyük çevre değişiklerine sebep olan, bir yerde oksijen katastrofisi olarak bilinen bir çevre felaketi meydana gelmiştir. Bu jeoloji tarihinde büyük oksijenleşme olayı olarak da bilinir ve aynı zamanda serbest oksijenin gezegenin atmosferinde ilk oluşmaya başladığı zamandır. Gene de oksijen büyük oranda okyanuslar tarafından emilmiş durumdadır ve deniz çökelleri için kullanılmaktadır.
1,85-0,85 milyar yılları arasında 02 okyanuslardan gaz olarak atmosfere verilmeye başlamıştır. İlk ozon oluşumu bu döneme rastlamaktadır.
Yerin atmosferi tek bir katmandan değil, birçok değişik özellikleri olan katmanlardan meydana gelmiştir. Atmosferin katmanları görülmektedir. Bunlar yerin tarihi boyunca değişiklik göstermişlerdir.
Atmosferin görevi, aynen bir şemsiye gibi, gezegeni ve onun canlılarını, uzayın derinliklerinden gelen tüm tehlikelere ve öncelikle bir ateş topu olan Güneş’in zararlı etkilerine karşı korumak olmuştur. Bu şemsiyenin tahribi ya da ortadan kalkması, dünya gezegenini oluşum evrelerinin başına, yüksek enerjili bir ortama geri götürebilir. Bu tehlike her zaman için vardır. Bildiğimiz gibi yeryüzüne günde milyonlarca irili ufaklı gökcismi düşmektedir. Yine bildiğimiz gibi, bunların çoğu atmosferin mezosfer katmanında sürtünme nedeniyle yanarak ve eriyerek, yeryüzüne ulaşamamaktadır.
Bunlar bazen o kadar çok büyüktür ki, atmosfer bunları yok edemez. Yerin tarihi boyunca, gezegenin atmosferini aşıp yere ulaşan birçok göktaşı komet gibi uzaydan gelen gökcismi bulunmaktadır. Günümüzde ozon tabakasının inceldiği gerçeği, kamuoyunda sıcak bir bilgi olarak dolaşmaktadır. Sanayi Devrimi buna yol açmıştır. Bu tabakanın yok olması ve özellikle ultraviyole ışınlarının zararlı etkisi, dünyadaki yaşamı inanılmaz’boyutlarda etkileyecek, belki bir yerde yok olmasına da neden olabilecektir.