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La Tierra se formó hace aproximadamente 4.500 millones de años, junto con los otros siete planetas del sistema solar. A medida que la Tierra se enfrió, se creó una atmósfera primitiva por la emisión de gases de los primeros volcanes. La atmósfera primitiva no contenía oxígeno y habría sido tóxica para los seres humanos, así como para la mayoría de la vida en la Tierra hoy.
Hidrógeno y Helio
Se cree que la Tierra se formó a partir del gas y el polvo que orbitan alrededor del sol. La gran mayoría del gas se habría compuesto de los elementos más ligeros, como el hidrógeno y el helio. La Tierra primitiva tenía una gran cantidad de hidrógeno y helio en la atmósfera y esto habría escapado lentamente al espacio debido a la baja masa de estos gases. Hoy, el hidrógeno y el helio constituyen menos del 1 por ciento de la atmósfera terrestre.
Vapor de agua
El vapor de agua fue producido por la actividad volcánica temprana, y también por los cometas que transportan agua que impactan la tierra. El vapor de agua permaneció en forma gaseosa, ya que la Tierra primitiva estaba demasiado caliente para que el agua existiera en forma líquida. Los océanos de agua líquida no aparecieron hasta aproximadamente mil millones de años después de que se formó la Tierra.
Dióxido de carbono
El dióxido de carbono fue liberado por los volcanes en la Tierra primitiva y fue uno de los principales componentes de su atmósfera. A medida que la Tierra envejeció, la cantidad de actividad volcánica disminuyó y algunos organismos comenzaron a utilizar dióxido de carbono en la fotosíntesis. Esto condujo a una disminución constante en los niveles de dióxido de carbono. La atmósfera de hoy consiste en solo 0.04 por ciento de dióxido de carbono.
Nitrógeno
Los volcanes en la Tierra primitiva también producían nitrógeno, que se convirtió en un componente importante de la atmósfera. El nitrógeno es esencial para crear componentes básicos de la vida, como los aminoácidos. Hoy, el nitrógeno es el componente más grande de la atmósfera de la Tierra, y representa aproximadamente el 78 por ciento de los gases.
Oxígeno
No había oxígeno en la atmósfera temprana hasta que los organismos simples desarrollaron la capacidad de llevar a cabo la fotosíntesis. Durante este proceso, la luz solar y el dióxido de carbono se utilizan para crear energía, liberando oxígeno como subproducto. Los estudios geoquímicos sugieren que el oxígeno se convirtió en un componente de la atmósfera aproximadamente 2 mil millones de años después de la formación de la Tierra. Una pequeña proporción de los átomos de oxígeno unidos para crear ozono, una molécula que consta de tres átomos de oxígeno, en la atmósfera superior. Hoy en día, el oxígeno representa aproximadamente el 21 por ciento de los gases atmosféricos y es esencial para la vida. La mayoría de los seres vivos utilizan el oxígeno molecular simple para crear energía. La capa de ozono juega un papel esencial al absorber la luz ultravioleta dañina en la atmósfera de hoy.