酸素が豊富な大気
地球は窒素が約78％、酸素が約21％というきわめて珍しい成分の大気をもっています。
他の地球型惑星、例えば金星や火星の大気はほとんど二酸化炭素で構成されています。金星では約96％、火星では約95％が二酸化炭素です。また、水星には大気がほとんどありません。
では他の惑星と比べて地球の二酸化炭素濃度が非常に低いのはなぜでしょうか？
形成初期の地球は、原始惑星系円盤ガスに覆われていました。それは誕生したての太陽を取り囲むガスで、主に水素とヘリウムから成っていました。当時の地球の大気を一次大気といいます。
誕生したばかりの地球にさらに微惑星が繰り返しぶつかり、そこに含まれていた水蒸気や二酸化炭素や窒素などが放出され、地球の大気に加わりました。窒素についてはアンモニアの形で含まれていたとも考えられています。この時期の地球の大気は水蒸気や二酸化炭素が主成分であり、この段階の大気を二次大気と呼びます。
この頃の地球は他の惑星同様に、非常に二酸化炭素濃度が高かったと考えられるのです。
しかし二次大気に含まれていた水蒸気は地球が冷えると液体の海になりました。そして、大量の二酸化炭素は海に溶け込んだのち、炭酸カルシウムなどの炭酸塩鉱物として、海底に堆積しました。そのため地球の大気中からは二酸化炭素が一気に減ったのです。一方、金星には海ができなかったので、初期から現在まで大気中に大量の二酸化炭素が残ったのです。
地球では、大気中から水蒸気と二酸化炭素が大幅に取り除かれ、後に残ったのが窒素でした。窒素だけに目をつけると、その量は初期の地球からほとんど変化してないと推測されます。
酸素については、どうでしょうか？
地球の二次大気には酸素は少しも含まれていませんでした。これは、酸素は活性が強く、岩石などの酸化に使用され鉱物中に取り込まれてしまったからです。しかし、今では酸素は大気組成の約21％を占めています。現在の地球大気中の高い酸素濃度は、生命活動の結果です。この生命活動とは光合成のことです。
光合成とはよく知られているように、光のエネルギーを利用して二酸化炭素と水からデンプンなどの炭水化物をつくる反応です。多くの植物で行われる酸素発生型光合成では、水を分解して酸素を副産物として放出します。
ところで、大気は惑星の一部と考えられますが、大気を持つ惑星はどこまでが惑星の中で、どこからを宇宙と考えるのでしょうか？
地球の大気の動きや気象現象に大きな影響を及ぼしています。地球の大気の動きに影響を与えているのは、表面の約70%を覆う海です。
地球の環境は、太陽から程よい距離であるために、水が気体（水蒸気）、液体（水）、個体（氷）の3つの状態を実現できる温度になっています。そのため、水が蒸発して水蒸気となり、大気中で雨や雪となって降り注ぎ、川になって海に流れるという循環が地球の気象現象の大きな特徴となっています。
このような気象現象が起こる領域は、地表から十数kmまでで、これを対流圏と呼びます。その上に薄い大気が層状に流れている成層圏、そして中間圏、熱圏と宇宙につながっています。一般的には、大気がほぼ真空に近くなる100kmより上を宇宙としています。
10～50kmの上空では、酸素がもとになって太陽の紫外線を吸収するオゾン層があります。実はオゾン層ができたのは、今から約4億年前です。
オゾン層ができる前は太陽からの紫外線が直接地面に降り注いていたため、生物は陸上に上がることができませんでした。今、私たちが陸上で生活できているのはオゾン層があるおかげです。
オゾン層がまだ形成される前の時代に繁殖していた藻類が盛んに光合成を行った結果、大量の酸素が放出され大気中の酸素濃度が上昇しました。そして、大気中の酸素（O2）に紫外線が当たるとオゾン（O3)に化学変化します。これによってオゾン層が形成されました。
地球の大気は、生命の存在に重要な酸素を多く含むだけではなく、生命を守る働きもしているのです。
.jpg){kind=link}