原始大気とは、地球が誕生したばかりの頃、まだ現在の酸素を豊富に含む大気とは大きく異なる初期の大気のことだ。地球が形成された直後の最も初期の段階では、おそらく太陽系形成時のガスや塵の名残である水素やヘリウムが主成分だったと考えられている。しかし、これらの軽い気体は地球の重力に十分に引きつけられず、すぐに宇宙空間へと散逸してしまった。これが「一次大気」と呼ばれるものだ。
その後、地球の内部が分化し、火山活動が活発になると、地球内部から大量のガスが放出され始めた。これが「脱ガス」と呼ばれるプロセスで、原始大気が形成される主要な段階だった。この「二次大気」の主成分は、現在の火山ガスに似ており、水蒸気（H2O）、二酸化炭素（CO2）、窒素（N2）などが大部分を占め、他に硫化水素（H2S）やメタン（CH4）、アンモニア（NH3）なども含まれていたと推測されている。特筆すべきは、この段階では現在の地球に不可欠な自由酸素（O2）がほとんど存在しなかったことだ。
この水蒸気は、地球が冷えるにつれて凝結し、原始海洋を形成した。そして、その海洋中で生命が誕生し、特に光合成を行うシアノバクテリアなどの出現によって、二酸化炭素を消費し、酸素を大気中に供給し始めるという画期的な変化が起こった。これを「大酸化イベント」と呼び、これによって大気中の酸素濃度が徐々に増加し、現在の酸素に富む大気へと変遷していったのだ。
このように、原始大気は、地球の初期の姿を映し出し、その後の生命の進化と密接に結びつきながら、長い時間をかけて現在の姿へと変化してきた、まさに地球の息吹の始まりと言える存在だった。
The primordial atmosphere refers to the Earth’s early atmosphere, which was vastly different from the current oxygen-rich atmosphere, especially shortly after the Earth’s formation. In the earliest stages immediately following the Earth’s formation, it is believed that the atmosphere primarily consisted of hydrogen and helium, remnants of the gas and dust from the formation of the solar system. However, these light gases were not sufficiently attracted by Earth’s gravity and quickly dissipated into space. This is what is called the “primary atmosphere.”
Subsequently, as the Earth’s interior differentiated and volcanic activity became vigorous, large amounts of gases began to be released from within the Earth. This process, known as “degassing,” was the main stage in the formation of the primordial atmosphere. The main components of this “secondary atmosphere” are thought to have been similar to current volcanic gases, with water vapor (H2O), carbon dioxide (CO2), and nitrogen (N2) making up the majority, along with an assumed presence of hydrogen sulfide (H2S), methane (CH4), and ammonia (NH3). It is particularly noteworthy that at this stage, there was almost no free oxygen (O2), which is essential for the current Earth.
This water vapor condensed as the Earth cooled, forming the primordial oceans. Then, life emerged in these oceans, and with the appearance of photosynthetic organisms like cyanobacteria, a groundbreaking change occurred: they began consuming carbon dioxide and supplying oxygen to the atmosphere. This event is called the “Great Oxidation Event,” and it led to a gradual increase in atmospheric oxygen concentration, transforming the atmosphere into its current oxygen-rich state.
Thus, the primordial atmosphere reflected the Earth’s early state and was a truly foundational presence, closely linked to the subsequent evolution of life, transforming over a long period into its present form—the very beginning of Earth’s breath.
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