The evolution of the atmosphere in the Archean and Proterozoic

W ciągu długiego czasu geologicznego skład atmosfery zmieniał się wraz z ewolucją Ziemi. Pierwotna beztlenowa atmosfera, złożona prawdopodobnie z wodoru, helu i argonu, była efemeryczna i gwałtownie została zastąpiona wtórną atmosferą, zdominowaną przez dwutlenek węgla, parę wodną oraz azot. Wtórna atmosfera mogła zawierać również niewielkie ilości metanu i amoniaku. Powstała ona z odgazowania stygnących skał budujących skorupę ziemską. Znaczącym problemem prekambryjskiego klimatu było zjawisko słabego, młodego Słońca - „the faint young Sun problem (FYS)”, które wpłynęło w dużym stopniu na wyższą koncentrację metanu w atmosferze, powodując zjawisko efektu cieplarnianego. Ewolucja ziemskiej atmosfery w głównej mierze oparta jest na historii tlenu atmosferycznego, początkowo występującego tylko w śladowych ilościach. Znaczący wzrost występowania tlenu w atmosferze zaznaczył się około 2,4–2,3 mld lat temu oraz 0,8–0,6 mld lat temu, znany jako Great Oxidation Event (GOE). O gwałtownym wzroście tlenu świadczą zawarte w skałach izotopy siarki, minerały takie jak piryt czy uraninit, występowanie proterozoicznych wstęgowych formacji żelazistych czy skał o czerwonym zabarwieniu, tzn. red beds.

The content of the atmosphere has been changing for a long geological time in connection with the Earth’s evolution. The prebiotic, anoxic atmosphere, which probably consisted of hydrogen, helium and argon, was ephemeral and had been suddenly replaced by new atmosphere. Secondary atmosphere contained a lot of carbon dioxide, water vapor, nitrogen and small amounts of methane and ammonia. It was created with the degassing of cooling rocks from the Earth's crust. A significant matter linked with a Precambrian climate was the phenomenon of „the faint young Sun problem (FYS)”, which largely affected on higher concentrations of methane in the atmosphere, causing the greenhouse effect. The evolution of the Earth's atmosphere is mainly based on the history of atmospheric oxygen, which originally present only in trace amounts. A significant increase of oxygen in the atmosphere was marked approximately about 2.4–2.3 billion years ago and 0,8–0,6 billion years ago, known as the Great Oxidation Event (GOE). The rapid growth of oxygen is explained by presence of sulfur isotopes in rocks, minerals such as pyrite or pitchblende, the occurrence of Proterozoic banded iron formations (BIF) or reddish rocks, called red beds.