생물 대기 전

Prebiotic atmosphere
흐릿한 메탄가스가 풍부한 제2대기를 통해 오렌지색으로 보이는 초기 지구의 인상인 창백한 오렌지색 점은 타이탄의 대기와[1] 어느 정도 비슷하다.

생물 대기 이전은 오늘날 생물과 산소가 풍부한 제3대기가 형성되기 전, 그리고 지구의 제1대기 이후에 지구에 존재하는 두 번째 대기이다.약 45억 년 [2]전 지구의 형성은 행성 [3]배아의 여러 번의 충돌과 결합을 수반했다.그 뒤를 이어 마그마 바다가 존재했고, 대기는 주로 수증기였고, 표면 온도는 최대 8,000 K([4]14,000 °F)에 달했다.지구 표면은 식고 대기는 안정되어 생물 대기가 형성되었다.이 기간 동안 환경 조건은 매우 밝았고, 태양과 x30%의 표면에는 약 730%가 있었다화산 활동)그리고 지구 [10]표면에 충돌하는 더 큰 임팩터(혜성이나 소행성 및 혜성)가 있었다.

연구들은 지구 화학적 데이터를 분석하고 초기 지구 환경에 대한 우리의 지식을 포함하는 이론적 모델을 사용함으로써 생물 대기의 구성과 성격을 제한하려고 시도해왔다.이러한 연구들은 생물체 이전의 대기가 현대의 지구보다 더 많은2 CO를 포함하고, 현대 수준의 2배 이내에서 N을 가지고2 있고,[9] O의 양이2 사라질 정도로 적다는 것을 보여준다.대기 화학은 CH2, NH3, H와 같은4 감소된 가스가 [9]소량 존재하는 "약하게 감소"된 것으로 여겨진다.생물 발생 이전의 대기의 구성은 임팩터에 의해 주기적으로 변경되어 일시적으로 대기가 "강력하게 감소"[11]되었을 수 있다.

생물 대기 전 대기의 구성을 제한하는 것은 생명체의 기원을 이해하는 데 중요한데, 이것이 최초의 살아있는 유기체의 형성에 중요한 것으로 여겨지는 지구 표면에서의 특정 화학 반응을 촉진하거나 억제할 수 있기 때문이다.지구상의 생명체는 적어도 35억 년 전 그리고 아마도 훨씬 더 일찍 [12]대기를 변화시키기 시작했는데, 이것은 생물 대기의 종말을 의미한다.

환경 컨텍스트

생물 대기 조성

지구는 태양 [2]성운에서 물질이 축적되어 45억년 전에 형성된 것으로 여겨진다.지구의 달은 지구가 [3]형성된 지 3천만 년에서 5천만 년 후에 일어난 것으로 여겨지는, 달을 형성하는 충돌로 형성되었다.이 충돌에서, Theia라는 이름의 화성 크기의 물체가 원시 지구와 충돌했고 충돌의 잔해는 [13]달을 형성했다.이 충돌은 지구 맨틀의 대부분을 녹이고 약 20%를 증발시켜 지구 표면을 8,000K(약 14,000°[4]F)까지 가열하기에 충분한 에너지를 공급했을 것이다.달 형성 충격의 여파로 지구 표면은 고온(약 2,500 K), 암석 증기와 수증기로 이루어진 대기, 마그마 [3]바다가 특징이었다.충돌로 인한 잉여 에너지를 방출함으로써 지구가 식으면서 마그마 바다는 굳어졌고 휘발성 물질은 안정된 상태에 도달할 때까지 맨틀과 대기 사이에서 분리되었다.지구는 약 44억 년 전 [3]달 형성 충돌 후 약 1000만 년에서 2000만 년 후 지각 재활용과 함께 뜨겁고 충돌 후 거주 가능한 환경으로 변화한 것으로 추정됩니다.지구 역사의 이 시점부터 생명의 기원까지 존재하는 대기를 생물 대기 이전이라고 한다.

생명이 정확히 언제 시작되었는지는 알 수 없다.지구상의 생명체에 대한 가장 오래된 직접적인 증거는 약 35억 년 전으로, 호주 [14]서부의 북극에서 온 스트로마톨라이트 화석과 같다.더 오래된 시대(예: 38억 년 전[15][16], 41억 년 전)부터 지구상의 생명체에 대한 추정적 증거는 그것이 정말로 생물에서 비롯되었다고 주장하는데 필요한 추가적인 맥락이 부족하기 때문에, 여전히 [17]논의되고 있다.따라서 35억 년 전 또는 그 이전에 생물 대기가 형성되어 초기 시조 언 또는 중후반 하데안 [18]언에 위치하게 된다.

환경 요인

초기 지구의 환경적 요인에 대한 지식은 생물 대기 이전을 조사하기 위해 필요하다.우리가 생물전 환경에 대해 알고 있는 많은 것들은 지르콘 - 규산 지르코늄 결정 (ZrSiO4)[3][19]에서 나온다.지르콘은 생물 생성 이전의 지구에서 일어나는 물리적, 화학적 과정을 기록하고 특히 내구성이 뛰어나기 때문에 유용합니다.생물 이전 시기로 거슬러 올라가는 대부분의 지르콘은 호주 [7][20]서부의 잭 힐스 지층에서 발견되지만 다른 [7]곳에서도 발견됩니다.몇몇 생물전 지르콘의 지구화학적 데이터는 액체 상태의 물에 의해 유발되는 화학적 변화에 대한 동위원소 증거를 보여주는데, 이는 생물전 환경이 액체 상태의 바다와 그것을 얼리거나 [7]끓게 하지 않는 표면 온도를 가지고 있었음을 나타낸다.정확히 언제 대륙이 이 액체 바다 [8]위에 나타났는지는 알려지지 않았다.노출된 육지의 존재가 풍화 과정을 결정하고 생명체가 [21]형성하는데 필요할 수 있는 국지적 환경을 제공하기 때문에 이것은 지구의 생물 표면과 대기 사이의 상호작용에 불확실성을 더한다.하지만, 해양 섬들은 그럴 것 같았다.또한 초기에는 지구 맨틀의 산화 상태가 달랐기 때문에 대기 중으로 전달되는 화학종의 유속이 화산 [9]분출에서 변화했다.

태양계의 다른 곳에서 온 환경적 요인들 또한 지구 생물이 생기기 전에 영향을 미쳤다.지구가 [5]형성될 무렵에 태양은 전체적으로 약 30% 더 어두웠다.이것은 지구가 얼어붙는 것을 막기 위해 온실가스가 현재보다 더 높은 수준으로 요구되었을 수도 있다는 것을 의미한다.태양으로부터 오는 에너지의 전반적인 감소에도 불구하고, 초기 태양은 자외선과 X선 영역에서 현재보다 [6]더 많은 방사선을 방출했다.이것은 다른 광화학 반응이 초기 지구의 대기를 지배했을 수 있다는 것을 나타내며, 이것은 지구 대기 화학과 생명의 [21]기원으로 이어질 수 있는 중요한 화합물의 형성에 영향을 미친다.마지막으로, 초기 태양계에는 [10][22]혜성과 소행성과 같은 지구에 영향을 미치는 물체들의 플럭스가 상당히 높았다.이러한 임팩터는 물질을 대기 중으로 전달하고, 대기에서 물질을 배출하며,[21] 도착한 후 대기의 화학적 특성을 바꿀 수 있기 때문에 생물 발생 이전의 대기에 중요했을 수 있다.

대기 조성

그 시기의 지구화학적 데이터가 부족하기 때문에 생물전 대기의 정확한 구성은 알려지지 않았다.현재의 연구는 일반적으로 생물 발생 이전의 대기가 "약하게 감소"되었고, 현대 수준의 2배 이내에서 CO, N의2 수치가2 증가했으며, O의 양은2 무시할 수 있으며, 수소를 함유하는 가스가 현대 지구보다 더 많았다(아래 참조).우세한 종의 귀한 가스와 광화학 생성물도 [23][24][25]소량 존재했다.

이산화탄소

이산화탄소(CO)는2 온실 가스로서 표면 온도에 강하게 영향을 미치기 때문에 대기의 중요한 구성요소이다. 또한, 이산화탄소는 물에 용해되어 해양의 [26]pH를 변화시킬 수 있다.생물 발생 이전의 대기 중 이산화탄소의 풍부함은 지구 화학적 데이터에 의해 직접적으로 제한되지 않으므로 [9]유추해야 한다.

증거는 탄산염-실리케이트 순환이 약 1백만 년의 시간 단위로 지구의 대기 중 이산화탄소의 풍부함을 조절한다는 것을 암시한다.탄산염-실리케이트 순환은 여러 표면 [27]과정을 통해 대기와 맨틀 사이의 탄소를 분리함으로써 지구의 표면 온도를 조절하는 음의 피드백 고리입니다.탄산염-실리케이트 사이클의 과정은 희미한 젊은 태양의 [28][29]낮은 에너지 투입량을 상쇄하기 위해 생물 대기 전 대기에서 높은2 CO 수치를 야기할 것이라고 제안되었다.이 메커니즘은 생물전2 CO의 풍부함을 추정하는데 사용될 수 있지만, 논의되고 불확실하다.[30]불확실성은 주로 노출된 육지의 면적, 초기 지구의 내부 화학 및 구조, 역풍화 및 해저 풍화 속도, 증가된 임팩터 [31]플럭스에 대한 지식 부족으로 인해 발생한다.한 광범위한 모델링 연구는 CO가2 산업화 이전의 현대 값(280ppm)보다 생물 발생 이전의 대기에서 약 20배 높았으며, 이로 인해 지구 평균 표면 온도는 약 259K(6.5°F), 해양 pH는 약 7.[31]9가 될 것이라고 시사했다.이는 지구 표면 온도가 희미한 어린 태양 때문에 여전히 상당히 낮을 수 있지만 일반적으로 생물 대기 이전의2 [9][29][28][32]CO 양이 현대보다 더 많았다는 결론을 내리는 다른 연구들과 일치한다.

질소

N 형태의2 질소는 부피 기준으로 지구 현대 대기의 78%를 차지해 가장 풍부한 [33]가스입니다.N은2 삼중 [9]결합의 강도로 인해 상대적으로 반응이 없기 때문에 일반적으로 지구 대기의 배경 기체로 여겨진다.그럼에도 불구하고2, 대기 N은 레일리 산란을 통해 기후에 영향을 미치고 젊은 [9]태양의 X선과 자외선 방사선이 강화되어 광화학적으로 더 활성화되었을 수 있기 때문에 생물전 환경에 최소한 어느 정도 중요했다.N은2 또한 시안화수소(HCN)와 [34]HCN에서 유래한 아미노산과 같이 생명의 기원에 중요한 것으로 여겨지는 화합물의 합성에 중요할 수 있다.연구는 이론적인 추정치, 모델 및 지질 데이터를 사용하여 생물 대기 N2 이전의 풍요를 제한하려고 시도했다.이러한 연구는 생물전2 N의 풍부함에 대한 가능한 제약의 범위를 초래했다.예를 들어, 대기 탈출, 마그마 해양 화학, 그리고 지구 내부 화학의 진화를 포함하는 최근의 모델링 연구는 대기 중 N의2 양이 아마도 현재 [35]값의 절반 미만이었을 것이라고 시사한다.그러나, 이 연구는 일반적으로 생물전2 N의 풍부함을 현재의 [35][36][37][38]절반에서 두 배 사이로 제한하는 더 큰 연구 주체에 적합하다.

산소

O 형태의2 산소는 부피 기준으로 [39]지구 현대 대기의 21%를 차지한다.지구의 현대 대기2 중 O는 거의 전적으로 생물학에 기인한다(예를 들어, 그것은 산소 광합성 중에 생성된다). 그래서 그것은 생물 발생 이전의 [40][9]대기에서 거의 풍부하지 않았다.이것은 생명의 [41]기원에 필요한 유기 화합물을 산화시키기 때문에 생명의2 기원에 유리하다.대기 [9][42][43][44][45]화학 모델을 사용하여 대기 전 대기2 O의 농도를 이론적으로 계산할 수 있습니다.이러한 모델에서 O의 주요2 공급원은 다른 산소를 포함하는 화합물의 분해와 후속 화학 반응입니다.들어오는 태양 광자나 번개는 CO와2 HO 분자를 분해하여2 산소 원자와 다른 라디칼(대기 중 반응성이 매우 높은 기체)을 방출할 수 있습니다.유리 산소는 몇 가지 화학적 경로를 통해 O 분자로2 결합될 수 있습니다.이 과정에서 O가 생성되는 속도는2 들어오는 태양 플럭스, 번개 속도, 화학 반응에 참여하는 다른 대기 가스(예: CO2, HO2, OH)의 풍부함 및 수직 분포에 의해 결정됩니다.O는2 주로 표면 근처의 H와 CO와 관련된2 광화학 반응을 통해 대기에서 제거된다.이러한 반응들 중 가장 중요한 것은 들어오는 태양 광자에 의해 H가 두 개의 H 원자로 분할될 때 시작된다2.유리 H는 O와2 반응하여 최종적으로 HO를 형성하고2, 결과적으로 O의2 순제거와 HO의2 순증가를 일으킨다.잠재적 전생대기에서 이러한 모든 화학반응을 시뮬레이션하는 모델은 매우 적은 대기2 중 O가 존재할 가능성이 [9][42][43][44][45]있다는 것을 보여준다.CO와2 H의 함유량 및 선원의 값을2 가정한 모델 중 하나에서 O2 부피 혼합비는 표면 부근에서는 10−18~10−11, 상층 [9]대기에서는 최대 10으로−4 계산된다.

수소 및 환원 가스

생물 대기 중의 수소 농도는 환원 산화(redox) 화학의 관점에서 볼 수 있다.현대의 대기는 대량의 대기2 O로 인해 산화되고 있다.산화 분위기에서는 대기 화합물(예: C)을 형성하는 원자의 대부분이 환원 형태(예4: CH)가 아닌 산화 형태(예2: CO)가 된다.환원성 대기에서, 더 많은 종들이 환원된, 일반적으로 수소를 함유하는 형태를 띠게 될 것이다.일부에서는 대기가 "강력하게 감소"[46][47]되었다고 주장하지만, 생물전 대기에는 매우 적은2 O가 존재했기 때문에, 일반적으로 생물전 대기가 "약하게 감소"[9][45][11]되었다고 여겨진다.약하게 환원된 대기에서는 환원 가스(예: CH4 및 NH3)와 산화 가스(예2: CO)가 모두 존재한다.생물 발생 전 대기의 실제2 H 함량은 H가 표면으로 화산 분출되는 속도와2 우주로 탈출하는 속도를 고려한 계산을 통해 추정되었다.최근의 계산 중 하나는 생물 발생 이전의 대기2 중 H의 양이 약 400ppm이었지만 화산 분출의 원천이 강화되거나 대기 탈출이 예상보다 [9]덜 효율적이었다면 훨씬 더 높을 수 있다는 것을 보여준다.대기 중 다른 환원된 종의 풍부성은 대기 화학 모델을 사용하여 계산할 수 있습니다.

충격 후 대기

초기 태양계의 큰 임팩터 플럭스가 생물 대기의 특성을 크게 변화시켰을 수 있다는 주장이 제기되었다.생물 대기 이전 기간 동안, 해양을 기화시키고 지구 표면을 녹일 수 있을 만큼 큰 소행성 충돌이 몇 번 일어났을 것으로 예상되며, 더 적은 [48][3][49]수의 충돌이 예상된다.이러한 충격은 대기를 가열하고, 일부 대기를 우주로 방출하고, 새로운 화학 물질을 전달함으로써 대기의 화학 작용을 크게 변화시켰을 것이다.충돌 후 대기에 대한 연구는 큰 충격 [3][11][50]후 일정 기간 동안 생물 발생 이전의 대기가 강하게 감소했음을 보여준다.평균적으로, 초기 태양계의 임팩터에는 고도로 환원된 광물(예: 금속 철)이 포함되어 있었으며 [11]기체로서 대기 중으로 쉽게 진입하는 환원된 화합물로 농축되었다.이렇게 강하게 감소된 충돌 후 대기에서는 CH, HCN, 그리고 아마도3 NH와 같은4 감소된 가스의 양이 상당히 많을 것이다. 감소된, 충돌 후 대기는 응축된 후 배경 상태로 [11]돌아가기 전까지 수천만 년까지 지속될 것으로 예측된다.

생명의 기원과의 관계

생물전 대기는 화학성분을 공급하고 생명의 기원에 관련된 유기화합물의 합성에 기여하는 환경조건을 촉진할 수 있다.예를 들어 생명의 기원에 관련된 잠재적 화합물은 밀러-유레이 실험에서 합성되었다.이 실험에서는 생물 대기 [51]전에 어떤 가스가 존재했는지를 가정해야 한다.생명체의 기원에 대해 제안된 중요한 성분에는 메탄(CH4), 암모니아(NH3), 인산염, 시안화수소(HCN), 다양한 유기물 [52][53][54]및 다양한 광화학 부산물이 포함된다.대기 조성은 지구 표면에서 이러한 화합물의 안정성과 생산에 영향을 미칠 것이다.예를 들어, "약하게 감소된" 전 생물 대기는 [9]번개와의 반응을 통해 이러한 성분의 전부는 아니지만 일부를 생산할 수 있다.한편, 대폭 저감된 분위기에서의 생명성분 생산 및 안정성이 크게 향상되어 특히 임팩트 후의 분위기와 [11]관련이 있다.또한 생명체의 기원에 필요한 조건은 대기와 격리된 시스템(예: 열수 [55]환기구)에서 국지적으로 나타날 수 있다고 제안한다.그러나 RNA의 핵산염기를 만드는 데 사용되는 시안화물과 같은 화합물은 [56]육지의 호수와는 달리 바다에서 너무 희박할 것이다.일단 생명이 시작되고 대기와 상호작용하기 시작하면, 정의상, 생물 이전의 대기는 생물 이후의 대기로 이행했다.

레퍼런스

  1. ^ Trainer, Melissa G.; Pavlov, Alexander A.; DeWitt, H. Langley; Jimenez, Jose L.; McKay, Christopher P.; Toon, Owen B.; Tolbert, Margaret A. (2006-11-28). "Organic haze on Titan and the early Earth". Proceedings of the National Academy of Sciences. 103 (48): 18035–18042. doi:10.1073/pnas.0608561103. ISSN 0027-8424. PMID 17101962.
  2. ^ a b "Geologic Time: Age of the Earth". pubs.usgs.gov. Retrieved 2022-05-30.
  3. ^ a b c d e f g Zahnle, Kevin; Arndt, Nick; Cockell, Charles; Halliday, Alex; Nisbet, Euan; Selsis, Franck; Sleep, Norman H. (2007-03-01). "Emergence of a Habitable Planet". Space Science Reviews. 129 (1): 35–78. Bibcode:2007SSRv..129...35Z. doi:10.1007/s11214-007-9225-z. ISSN 1572-9672. S2CID 12006144.
  4. ^ a b Canup, Robin M. (2004-04-01). "Simulations of a late lunar-forming impact". Icarus. 168 (2): 433–456. Bibcode:2004Icar..168..433C. doi:10.1016/j.icarus.2003.09.028. ISSN 0019-1035.
  5. ^ a b Bahcall, John N.; Pinsonneault, M. H.; Basu, Sarbani (2001-07-10). "Solar Models: Current Epoch and Time Dependences, Neutrinos, and Helioseismological Properties". The Astrophysical Journal. 555 (2): 990–1012. arXiv:astro-ph/0010346. Bibcode:2001ApJ...555..990B. doi:10.1086/321493. ISSN 0004-637X. S2CID 13798091.
  6. ^ a b Ribas, I.; Porto de Mello, G. F.; Ferreira, L. D.; Hébrard, E.; Selsis, F.; Catalán, S.; Garcés, A.; do Nascimento, J. D.; de Medeiros, J. R. (2010-04-09). "EVOLUTION OF THE SOLAR ACTIVITY OVER TIME AND EFFECTS ON PLANETARY ATMOSPHERES. II. κ1Ceti, AN ANALOG OF THE SUN WHEN LIFE AROSE ON EARTH". The Astrophysical Journal. 714 (1): 384–395. arXiv:1003.3561. Bibcode:2010ApJ...714..384R. doi:10.1088/0004-637x/714/1/384. hdl:10871/24635. ISSN 0004-637X. S2CID 119213775.
  7. ^ a b c d Harrison, T. Mark (2020), Harrison, T. Mark (ed.), "Hadean Jack Hills Zircon Geochemistry", Hadean Earth, Cham: Springer International Publishing, pp. 143–178, doi:10.1007/978-3-030-46687-9_7, ISBN 978-3-030-46687-9, S2CID 226641657, retrieved 2022-05-30
  8. ^ a b Korenaga, Jun (2021). "Was There Land on the Early Earth?". Life. 11 (11): 1142. doi:10.3390/life11111142. ISSN 2075-1729. PMC 8623345. PMID 34833018.
  9. ^ a b c d e f g h i j k l m n o Catling, David C. (2017). Atmospheric Evolution on Inhabited and Lifeless Worlds. James F. Kasting. West Nyack: Cambridge University Press. ISBN 978-1-139-02055-8. OCLC 982451455.
  10. ^ a b "Impact Cratering on the Hadean Earth". www.lpi.usra.edu. Retrieved 2022-05-30.
  11. ^ a b c d e f Zahnle, Kevin J.; Lupu, Roxana; Catling, David C.; Wogan, Nick (2020-05-01). "Creation and Evolution of Impact-generated Reduced Atmospheres of Early Earth". The Planetary Science Journal. 1 (1): 11. arXiv:2001.00095. Bibcode:2020PSJ.....1...11Z. doi:10.3847/psj/ab7e2c. ISSN 2632-3338. S2CID 209531939.
  12. ^ Schopf, J. William; Kudryavtsev, Anatoliy B.; Czaja, Andrew D.; Tripathi, Abhishek B. (2007). "Evidence of Archean life: Stromatolites and microfossils". Precambrian Research. 158 (3–4): 141–155. Bibcode:2007PreR..158..141S. doi:10.1016/j.precamres.2007.04.009. ISSN 0301-9268.
  13. ^ "How did the moon form?". www.nhm.ac.uk. Retrieved 2022-05-30.
  14. ^ Van Kranendonk, Martin J.; Djokic, Tara; Poole, Greg; Tadbiri, Sahand; Steller, Luke; Baumgartner, Raphael (2019-01-01), Van Kranendonk, Martin J.; Bennett, Vickie C.; Hoffmann, J. Elis (eds.), "Chapter 40 - Depositional Setting of the Fossiliferous, c.3480Ma Dresser Formation, Pilbara Craton: A Review", Earth's Oldest Rocks (Second Edition), Elsevier, pp. 985–1006, doi:10.1016/b978-0-444-63901-1.00040-x, ISBN 978-0-444-63901-1, S2CID 133958822, retrieved 2022-06-10
  15. ^ Knoll, Andrew H.; Nowak, Martin A. (2017-05-05). "The timetable of evolution". Science Advances. 3 (5): e1603076. Bibcode:2017SciA....3E3076K. doi:10.1126/sciadv.1603076. ISSN 2375-2548. PMC 5435417. PMID 28560344.
  16. ^ Bell, Elizabeth A.; Boehnke, Patrick; Harrison, T. Mark; Mao, Wendy L. (2015-10-19). "Potentially biogenic carbon preserved in a 4.1 billion-year-old zircon". Proceedings of the National Academy of Sciences. 112 (47): 14518–14521. Bibcode:2015PNAS..11214518B. doi:10.1073/pnas.1517557112. ISSN 0027-8424. PMC 4664351. PMID 26483481.
  17. ^ Lepot, Kevin (2020). "Signatures of early microbial life from the Archean Eon". Earth-Science Reviews. 209: 103296. doi:10.1016/j.earscirev.2020.103296. ISSN 0012-8252. S2CID 225413847.
  18. ^ "International Commission on Stratigraphy". stratigraphy.org. Retrieved 2022-05-30.
  19. ^ Harrison, T. Mark; Bell, Elizabeth A.; Boehnke, Patrick (2017-06-26), "11. Hadean Zircon Petrochronology", Petrochronology, De Gruyter, pp. 329–364, doi:10.1515/9783110561890-012, ISBN 9783110561890, retrieved 2022-05-30
  20. ^ "What is the significance of the Jack Hills zircons?". Key Questions about the Early Earth. Retrieved 2022-05-30.
  21. ^ a b c Lyons, Timothy; Rogers, Karyn; Krishnamurthy, Ramanarayanan; Williams, Loren; Marchi, Simone; Schwieterman, Edward; Trail, Dustin; Planavsky, Noah; Reinhard, Christopher (2021-03-18). "Constraining prebiotic chemistry through a better understanding of Earth's earliest environments". Bulletin of the AAS. 53 (4): 143. Bibcode:2021BAAS...53d.143L. doi:10.3847/25c2cfeb.7a898b78. S2CID 221095776.
  22. ^ Marchi, S.; Bottke, W. F.; Elkins-Tanton, L. T.; Bierhaus, M.; Wuennemann, K.; Morbidelli, A.; Kring, D. A. (2014). "Widespread mixing and burial of Earth's Hadean crust by asteroid impacts". Nature. 511 (7511): 578–582. Bibcode:2014Natur.511..578M. doi:10.1038/nature13539. ISSN 0028-0836. PMID 25079556. S2CID 205239647.
  23. ^ Mukhopadhyay, Sujoy; Parai, Rita (2019-05-30). "Noble Gases: A Record of Earth's Evolution and Mantle Dynamics". Annual Review of Earth and Planetary Sciences. 47 (1): 389–419. Bibcode:2019AREPS..47..389M. doi:10.1146/annurev-earth-053018-060238. ISSN 0084-6597. S2CID 189999394.
  24. ^ Zahnle, Kevin J.; Gacesa, Marko; Catling, David C. (2019). "Strange messenger: A new history of hydrogen on Earth, as told by Xenon". Geochimica et Cosmochimica Acta. 244: 56–85. arXiv:1809.06960. Bibcode:2019GeCoA.244...56Z. doi:10.1016/j.gca.2018.09.017. ISSN 0016-7037. S2CID 119079927.
  25. ^ Caffee, M. W.; Hudson, G. B.; Velsko, C.; Huss, G. R.; Alexander, E. C.; Chivas, A. R. (1999-09-24). "Primordial Noble Gases from Earth's Mantle: Identification of a Primitive Volatile Component". Science. 285 (5436): 2115–2118. doi:10.1126/science.285.5436.2115. ISSN 0036-8075. PMID 10497127.
  26. ^ Change, NASA Global Climate. "Carbon Dioxide Concentration NASA Global Climate Change". Climate Change: Vital Signs of the Planet. Retrieved 2022-06-01.
  27. ^ "The Geological Carbon Cycle". butane.chem.uiuc.edu. Retrieved 2022-06-01.
  28. ^ a b Walker, James C. G.; Hays, P. B.; Kasting, J. F. (1981). "A negative feedback mechanism for the long-term stabilization of Earth's surface temperature". Journal of Geophysical Research. 86 (C10): 9776. Bibcode:1981JGR....86.9776W. doi:10.1029/jc086ic10p09776. ISSN 0148-0227.
  29. ^ a b Kasting, James F. (1987). "Theoretical constraints on oxygen and carbon dioxide concentrations in the Precambrian atmosphere". Precambrian Research. 34 (3–4): 205–229. Bibcode:1987PreR...34..205K. doi:10.1016/0301-9268(87)90001-5. ISSN 0301-9268. PMID 11542097.
  30. ^ Rosing, Minik T.; Bird, Dennis K.; Sleep, Norman H.; Bjerrum, Christian J. (2010). "No climate paradox under the faint early Sun". Nature. 464 (7289): 744–747. Bibcode:2010Natur.464..744R. doi:10.1038/nature08955. ISSN 0028-0836. PMID 20360739. S2CID 205220182.
  31. ^ a b Kadoya, Shintaro; Krissansen‐Totton, Joshua; Catling, David C. (2020). "Probable Cold and Alkaline Surface Environment of the Hadean Earth Caused by Impact Ejecta Weathering". Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 21 (1). Bibcode:2020GGG....2108734K. doi:10.1029/2019gc008734. ISSN 1525-2027. S2CID 211167542.
  32. ^ Sleep, Norman H.; Zahnle, Kevin (2001-01-01). "Carbon dioxide cycling and implications for climate on ancient Earth". Journal of Geophysical Research: Planets. 106 (E1): 1373–1399. Bibcode:2001JGR...106.1373S. doi:10.1029/2000je001247. ISSN 0148-0227.
  33. ^ "Earth Fact Sheet". nssdc.gsfc.nasa.gov. Retrieved 2022-06-01.
  34. ^ Summers, David P. (2012), "The Prebiotic Chemistry of Nitrogen and the Origin of Life", Genesis - in the Beginning, Cellular Origin, Life in Extreme Habitats and Astrobiology, vol. 22, Dordrecht: Springer Netherlands, pp. 201–216, doi:10.1007/978-94-007-2941-4_12, ISBN 978-94-007-2940-7, retrieved 2022-06-01
  35. ^ a b Gebauer, Stefanie; Grenfell, John Lee; Lammer, Helmut; de Vera, Jean-Pierre Paul; Sproß, Laurenz; Airapetian, Vladimir S.; Sinnhuber, Miriam; Rauer, Heike (2020-12-01). "Atmospheric Nitrogen When Life Evolved on Earth". Astrobiology. 20 (12): 1413–1426. Bibcode:2020AsBio..20.1413G. doi:10.1089/ast.2019.2212. ISSN 1531-1074. PMID 33121251. S2CID 226206268.
  36. ^ Goldblatt, Colin; Claire, Mark W.; Lenton, Timothy M.; Matthews, Adrian J.; Watson, Andrew J.; Zahnle, Kevin J. (2009). "Nitrogen enhanced greenhouse warming on early Earth". Nature Geoscience. 2 (12): 891–896. Bibcode:2009NatGe...2..891G. doi:10.1038/ngeo692. ISSN 1752-0894.
  37. ^ Som, Sanjoy M.; Buick, Roger; Hagadorn, James W.; Blake, Tim S.; Perreault, John M.; Harnmeijer, Jelte; Catling, David C. (2016-05-09). "Earth's air pressure 2.7 billion years ago constrained to less than half of modern levels". Nature Geoscience. 9 (6): 448–451. Bibcode:2016NatGe...9..448S. doi:10.1038/ngeo2713. ISSN 1752-0894.
  38. ^ Marty, Bernard; Zimmermann, Laurent; Pujol, Magali; Burgess, Ray; Philippot, Pascal (2013-10-04). "Nitrogen Isotopic Composition and Density of the Archean Atmosphere". Science. 342 (6154): 101–104. arXiv:1405.6337. Bibcode:2013Sci...342..101M. doi:10.1126/science.1240971. ISSN 0036-8075. PMID 24051244. S2CID 206550098.
  39. ^ "Atmosphere National Geographic Society". education.nationalgeographic.org. Retrieved 2022-06-01.
  40. ^ Biello, David. "The Origin of Oxygen in Earth's Atmosphere". Scientific American. Retrieved 2022-06-01.
  41. ^ "9.1: Biogeochemical Evolution". Chemistry LibreTexts. 2021-01-07. Retrieved 2022-06-01.
  42. ^ a b Domagal-Goldman, Shawn D.; Segura, Antígona; Claire, Mark W.; Robinson, Tyler D.; Meadows, Victoria S. (2014-08-20). "Abiotic Ozone and Oxygen in Atmospheres Similar to Prebiotic Earth". The Astrophysical Journal. 792 (2): 90. arXiv:1407.2622. Bibcode:2014ApJ...792...90D. doi:10.1088/0004-637x/792/2/90. hdl:10023/5410. ISSN 1538-4357. S2CID 54182763.
  43. ^ a b Chang, Yao; Yu, Yong; An, Feng; Luo, Zijie; Quan, Donghui; Zhang, Xia; Hu, Xixi; Li, Qinming; Yang, Jiayue; Chen, Zhichao; Che, Li (2021-04-30). "Three body photodissociation of the water molecule and its implications for prebiotic oxygen production". Nature Communications. 12 (1): 2476. Bibcode:2021NatCo..12.2476C. doi:10.1038/s41467-021-22824-7. ISSN 2041-1723. PMC 8087761. PMID 33931653.
  44. ^ a b Carver, J. H. (1981). "Prebiotic atmospheric oxygen levels". Nature. 292 (5819): 136–138. Bibcode:1981Natur.292..136C. doi:10.1038/292136a0. ISSN 0028-0836. S2CID 4343711.
  45. ^ a b c Segura, A.; Meadows, V. S.; Kasting, J. F.; Crisp, D.; Cohen, M. (2007-07-09). "Abiotic formation of O2and O3in high-CO2terrestrial atmospheres". Astronomy & Astrophysics. 472 (2): 665–679. arXiv:0707.1557. Bibcode:2007A&A...472..665S. doi:10.1051/0004-6361:20066663. ISSN 0004-6361. S2CID 17146836.
  46. ^ Fitzpatrick, Tony (2005-09-07). "Calculations favor reducing atmosphere for early earth - The Source - Washington University in St. Louis". The Source. Retrieved 2022-06-01.
  47. ^ Hashimoto, George L.; Abe, Yutaka; Sugita, Seiji (2007-05-23). "The chemical composition of the early terrestrial atmosphere: Formation of a reducing atmosphere from CI-like material". Journal of Geophysical Research. 112 (E5): E05010. Bibcode:2007JGRE..112.5010H. doi:10.1029/2006JE002844. ISSN 0148-0227.
  48. ^ Conference, Goldschmidt. "Early Earth was bombarded by series of city-sized asteroids". phys.org. Retrieved 2022-06-01.
  49. ^ Michel, Patrick; Morbidelli, Alessandro (2007). "Review of the population of impactors and the impact cratering rate in the inner solar system". Meteoritics & Planetary Science. 42 (11): 1861–1869. Bibcode:2007M&PS...42.1861M. doi:10.1111/j.1945-5100.2007.tb00545.x. ISSN 1086-9379. S2CID 56570715.
  50. ^ Schaefer, Laura; Fegley, Bruce (2017-07-12). "Redox States of Initial Atmospheres Outgassed on Rocky Planets and Planetesimals". The Astrophysical Journal. 843 (2): 120. Bibcode:2017ApJ...843..120S. doi:10.3847/1538-4357/aa784f. ISSN 1538-4357. S2CID 125938635.
  51. ^ BioTechSquad (2017-08-31). "The Miller-Urey Experiment - Chemical Evolution BioTechSquad". Retrieved 2022-06-02.
  52. ^ Sasselov, Dimitar D.; Grotzinger, John P.; Sutherland, John D. (2020-02-07). "The origin of life as a planetary phenomenon". Science Advances. 6 (6): eaax3419. Bibcode:2020SciA....6.3419S. doi:10.1126/sciadv.aax3419. ISSN 2375-2548. PMC 7002131. PMID 32076638.
  53. ^ Leslie E., Orgel (2004). "Prebiotic Chemistry and the Origin of the RNA World". Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology. 39 (2): 99–123. doi:10.1080/10409230490460765. ISSN 1040-9238. PMID 15217990.
  54. ^ Trefil, James; J. Morowitz, Harold; Smith, Eric (May–June 2009). "The Origin of Life". American Scientist. 97 (3): 206. doi:10.1511/2009.78.206. Retrieved 2022-06-02.
  55. ^ "Hydrothermal Systems and the Origin of Life", The Ecology of Deep-Sea Hydrothermal Vents, Princeton University Press, pp. 397–412, 2021-11-09, doi:10.2307/j.ctv1zm2v35.17, S2CID 243969063, retrieved 2022-06-02
  56. ^ Stribling, Roscoe; Miller, Stanley L. (1987). "Energy yields for hydrogen cyanide and formaldehyde syntheses: The hcn and amino acid concentrations in the primitive ocean". Origins of Life and Evolution of the Biosphere. 17 (3–4): 261–273. doi:10.1007/bf02386466. ISSN 0169-6149. PMID 2819806. S2CID 6395452.