Hanes Esblygiad Atmosffer y Ddaear
Mae awyrgylch y Ddaear yn system ddeinamig a chymhleth sydd wedi mynd trwy newidiadau sylweddol ers ffurfio'r blaned tua 4.6 biliwn o flynyddoedd yn ôl. Mae deall esblygiad awyrgylch y Ddaear yn rhoi cipolwg dwys ar ddatblygiad bywyd a'r amodau amgylcheddol sydd wedi llunio wyneb y blaned. Mae'r erthygl hon yn archwilio'r gwahanol gamau yn esblygiad awyrgylch y Ddaear, o'i ddechreuadau cyntefig i'r amgylchedd cyfoethog o ocsigen yr ydym yn byw ynddo heddiw.
Yr Atmosffer Cyntefig (4.6 biliwn o flynyddoedd yn ôl)
Pan ffurfiwyd y Ddaear gyntaf, nid oedd ganddi awyrgylch gwirioneddol. Yn lle hynny, roedd yn fàs tawdd wedi'i fomio gan falurion cosmig ac yn destun gweithgaredd folcanig dwys. Mae'n debyg bod yr awyrgylch cychwynnol wedi'i gyfansoddi o hydrogen, heliwm, a symiau bach o nwyon eraill - elfennau a oedd yn rhan o'r nebula solar y ffurfiodd system yr haul ohono. Fodd bynnag, ni pharhaodd yr awyrgylch cynnar hwn yn hir. Oherwydd tynfa disgyrchiant gwan y blaned a gwyntoedd solar egni uchel yr Haul ifanc, mae llawer o'r awyrgylch hwn yn cael ei wasgaru i'r gofod.
Yr Ail Atmosffer (4.5 – 2.7 biliwn o flynyddoedd yn ôl)
Wrth i'r Ddaear oeri, datblygodd gramen solet, gan nodi dechrau'r ail atmosffer. Cododd yr atmosffer hon yn bennaf trwy all-nwyo trwy ffrwydradau folcanig, a ryddhaodd nwyon a oedd wedi'u dal o fewn y blaned. Mae'r allyriadau folcanig hyn yn cynnwys anwedd dŵr (H₂O), carbon deuocsid (CO₂), nitrogen (N₂), cyfansoddion sylffwr, a symiau bach o nwyon eraill.
Cyddwysodd anwedd dŵr yn yr atmosffer i ffurfio cymylau, gan arwain at law trwm a lenwodd y basnau, gan greu cefnforoedd cyntaf y byd. Creodd y crynodiad uchel o garbon deuocsid effaith tŷ gwydr, a helpodd i gadw'r blaned yn gynnes er gwaethaf allbwn cymharol is yr Haul ifanc o'i gymharu â heddiw.
Roedd cemeg yr ail atmosffer yn lleihau, sy'n golygu nad oedd ganddo ocsigen rhydd (O₂) ond roedd yn cynnwys nwyon adweithiol eraill. Roedd yr amodau hyn yn ffafriol i ffurfio moleciwlau organig syml, gan osod y sylfeini ar gyfer ymddangosiad bywyd.
Y Digwyddiad Ocsigeneiddio Mawr (2.7 – 2.3 biliwn o flynyddoedd yn ôl)
Un o'r newidiadau mwyaf dwys yn hanes atmosfferig y Ddaear oedd y Digwyddiad Ocsigeniad Mawr (GOE). Tua 2.7 biliwn o flynyddoedd yn ôl, dechreuodd cyanobacteria, math o ficro-organeb ffotosynthetig, luosogi yn y cefnforoedd. Defnyddiodd y bacteria hyn olau'r haul i drosi carbon deuocsid a dŵr yn glwcos ac ocsigen (O₂), proses a elwir yn ffotosynthesis.
I ddechrau, cafodd yr ocsigen a gynhyrchwyd ei amsugno gan haearn toddedig a sinciau eraill, gan atal ei gronni yn yr atmosffer. Fodd bynnag, ar ôl ychydig gannoedd o filiynau o flynyddoedd, daeth y sinciau hyn yn ddirlawn, a dechreuodd ocsigen rhydd gronni yn yr atmosffer. Nododd hyn y newid o awyrgylch lleihau i awyrgylch ocsideiddiol.
Cafodd y cynnydd mewn lefelau ocsigen effeithiau dwys ar y blaned. Arweiniodd at ffurfio'r haen osôn (O₃), a amddiffynnodd yr wyneb rhag ymbelydredd uwchfioled (UV) niweidiol, gan ganiatáu i ffurfiau bywyd mwy cymhleth esblygu. Yn ogystal, achosodd y lefelau ocsigen uwch ddifodiant llawer o organebau anaerobig a ffynnodd mewn amgylcheddau ocsigen isel, gan baratoi'r ffordd ar gyfer organebau aerobig (sy'n defnyddio ocsigen).
Yr Atmosffer Ganolradd a'r Ddaear Pêl Eira (2.3 biliwn – 800 miliwn o flynyddoedd yn ôl)
Yn dilyn y GOE, parhaodd atmosffer a biosffer y Ddaear i esblygu. Mae lefelau ocsigen yn amrywio, wedi'u dylanwadu gan brosesau daearegol a biolegol. Digwyddiad nodedig yn ystod y cyfnod hwn oedd y bennod "Snowball Earth" a ragdybiwyd, lle profodd y blaned rewlifoedd eithafol, a allai orchuddio llawer neu'r cyfan o'i harwyneb mewn iâ.
Mae'n bosibl bod y rhewlifiannau hyn wedi'u sbarduno gan newidiadau yng nghyfansoddiad yr atmosffer, fel gostyngiadau mewn nwyon tŷ gwydr fel CO₂, a newidiadau yn albedo (adlewyrchedd) y Ddaear. Cafodd cyfnodau Pêl Eira eu hatal gan gyfnodau o weithgarwch folcanig dwys, a ryddhaodd symiau mawr o CO₂ a nwyon eraill, gan gynhesu'r blaned ac arwain at doddi'r iâ.
Yr Eon Phanerosoig a Sefydlogrwydd Atmosfferig (600 miliwn o flynyddoedd yn ôl – presennol)
Tua 600 miliwn o flynyddoedd yn ôl, yn ystod Cyfnod Ediacaraidd, dechreuodd bywyd amlgellog ffynnu, gan arwain at newidiadau sylweddol yn atmosffer ac ecosystemau'r Ddaear. Nododd y ffrwydrad Cambriaidd (~541 miliwn o flynyddoedd yn ôl) gyfnod o arallgyfeirio cyflym mewn ffurfiau bywyd, gan effeithio ymhellach ar gyfansoddiad yr atmosffer.
Drwy gydol yr Eon Phanerosoig, profodd awyrgylch y Ddaear sawl newid ond cynhaliodd duedd gyffredinol tuag at sefydlogrwydd. Parhaodd planhigion ac organebau ffotosynthetig eraill i gynhyrchu ocsigen, tra bod datblygiad planhigion tir (~470 miliwn o flynyddoedd yn ôl) wedi chwarae rhan hanfodol wrth dynnu CO₂ atmosfferig i lawr trwy ffotosynthesis a ffurfio mater organig a gladdwyd yn y pen draw fel tanwydd ffosil.
Yn ystod y Cyfnod Carbonifferaidd (~359 – 299 miliwn o flynyddoedd yn ôl), ffynnodd coedwigoedd corsiog helaeth, gan arwain at lefelau ocsigen uwch a dyddodiad gwelyau glo helaeth. Gwelodd y Cyfnod Mesosöig (~252 – 66 miliwn o flynyddoedd yn ôl) oruchafiaeth deinosoriaid ac esblygiad planhigion blodeuol, gan lunio cyfansoddiad yr atmosffer ymhellach.
Yn ystod y Cyfnod Cenosoig (66 miliwn o flynyddoedd yn ôl – heddiw) gwelwyd cynnydd mewn mamaliaid ac effaith gynyddol sylweddol amrywiadau hinsawdd, gweithgaredd folcanig, a newidiadau yng nghylchrediad y cefnforoedd ar amodau atmosfferig. Roedd datblygiad taflenni iâ yn Antarctica (~34 miliwn o flynyddoedd yn ôl) a rhewlifiannau'r Pleistosen (~2.6 miliwn – 11,700 o flynyddoedd yn ôl) yn ddigwyddiadau nodedig a effeithiodd ar hinsawdd fyd-eang a chyfansoddiad yr atmosffer.
Yr Heriau Anthropocene a'r Atmosfferig Modern
Yn ddiweddar, mae'r cyfnod Anthropocene—term a ddefnyddir i ddisgrifio'r cyfnod presennol lle mae gweithgaredd dynol yn ddylanwad mwyaf ar yr hinsawdd a'r amgylchedd—wedi dod â newidiadau sylweddol i atmosffer y Ddaear. Nododd y Chwyldro Diwydiannol ddechrau defnydd helaeth o danwydd ffosil, gan arwain at gynnydd sydyn mewn nwyon tŷ gwydr fel CO₂ a methan (CH₄).
Mae'r newidiadau hyn wedi arwain at gynhesu byd-eang, newidiadau mewn patrymau tywydd, asideiddio cefnforoedd, ac effeithiau amgylcheddol eraill. Mae mynd i'r afael â heriau atmosfferig modern yn gofyn am ddealltwriaeth gynhwysfawr o hanes atmosfferig y Ddaear ac ymdrechion cydlynol i liniaru effeithiau a achosir gan ddyn.
Casgliad
Mae hanes atmosffer y Ddaear yn stori o newidiadau deinamig dan ddylanwad ffactorau daearegol, biolegol ac anthropogenig. O'i ddechreuadau cyntefig i'r amgylchedd cyfoethog o ocsigen sy'n cynnal bywyd heddiw, mae esblygiad yr atmosffer yn adlewyrchu'r rhyngweithio cymhleth rhwng systemau'r Ddaear. Mae deall yr hanes hwn nid yn unig yn rhoi cipolwg ar orffennol ein planed ond hefyd yn llywio ymdrechion i fynd i'r afael â heriau amgylcheddol yn y dyfodol a sicrhau sefydlogrwydd ein hatmosffer am genedlaethau i ddod.
