盖亚假说

这个概念生物圈的重要控制大气还有其他部分地球系统已日益得到地球和生态系统科学家。虽然这个概念起源于美国海洋学家阿尔弗雷德·c·雷德菲尔德在20世纪50年代中期的工作，但它是英国科学家和发明家詹姆斯•洛夫洛克这使美元在20世纪70年代末成为现代货币。洛夫洛克最初提出，大气的生物圈转变通过某种“遗传群体”以一种适应性的方式支持着生物圈选择这个想法产生了广泛的影响。批评并催生了源源不断的新研究，丰富了这场辩论，并推动了两者的发展生态而且环境科学．洛夫洛克称他的想法为盖亚假说并将盖亚定义为

一个复杂的实体，包括地球的生物圈、大气、海洋和土壤；的整体构成一个反馈控制论系统，它寻求最佳的物理和化学环境生活在这上面地球．

希腊单词盖亚，或盖亚，意思是“地球母亲”，是洛夫洛克对地球的称呼，这是设想作为一个从事行星生物地球生理学的“超个体”。这个超个体的目标是制造一个自我平衡的或平衡的地球系统。研究和辩论的科学过程将最终解决“盖亚稳态超个体”的现实问题，洛夫洛克后来修改了他的观点假设排除目标驱动基因群体选择．尽管如此，在当代科学中，生物圈和大气以这样一种相互作用的方式相互作用，要了解其中一个就必须了解另一个，这是一种有效的规范。此外，气候和生命之间双向相互作用的现实已得到充分认识。

生命和大气的进化

地球上的生命至少早在35亿年前就开始了太古宙(大约40亿到25亿年前)。正是在这段时间里，生命第一次开始对大气进行某种控制。大气的生物前状态通常被描述为富含水蒸气还有二氧化碳。虽然也有一些氮，但很少氧气是可用的。化学反应硫化氢，氢，并减少化合物大气中游离氧的寿命只有最短。结果，生命就在这样的环境中进化减少(氢含量高)而不是氧化(含氧量高)。除了它们的化学还原特性外，在这个生命起源前的大气中，除了氮之外，大部分气体对进入的气体都是透明的阳光但不透明的向外的陆地红外辐射．因此，这些气体被称为，也许不恰当，温室气体（看到温室效应)，因为它们能够减缓释放辐射回空间．

在太古宙太阳产量减少了25%光比今天的情况更糟;然而,地球的温度和今天很像。这是可能的因为温室气体富含稀土元素的太古宙大气有效地延缓了地球辐射向太空的损失。由此产生的长停留时间能源在地球-大气系统内产生了比其他情况下可能产生的更温暖的大气。太古代早期地球表面的平均温度Eon比现代全球平均气温要高。根据一些资料来源，当时的温度可能与今天热带地区的温度相似。根据太古宙期间氮的含量，有人认为当时大气中的氮含量可能是太古宙的1000多倍二氧化碳比今天的情况要好。

太古代生物包括光合作用和化学合成细菌，甲烷还有一种更原始的生物，现在被称为古生菌一群人原核生物更多地与真核生物而不是细菌，并在极端环境中发现)。通过他们的代谢太古代的生物缓慢地改变了大气。氢气从微量上升到干燥的百万分之一(ppm)空气．甲烷浓度从接近零上升到百万分之100左右。氧气从接近零上升到1ppm，而氮浓度上升到包含99%的大气分子，不包括水蒸气。二氧化碳浓度下降到仅占总量的0.3%;然而，这几乎是当前浓度的10倍。的作文大气，它的辐射预算，它热力学，以及它的液体动力学被太古宙的生命所改变

美国地球化学家罗伯特·加勒尔斯计算得出，在没有生命的情况下，给定的埋葬率碳在岩石在美国，氧气将无法形成水，而游离氢将流失到太空中。而没有生命的存在复合由于失去了氢，就不会有海洋到太古宙中期，地球将变成一颗布满灰尘的行星。到25亿年前的太古宙末期，这两种色素叶绿素光合生物的进化使得氧气的产量迅速增加。大气从一个含有二氧化碳和有限氧气的还原大气转变而来厌氧生物(也就是说，不需要氧气呼吸的生命形式)控制在一个氧化的大气中氧气在美国，二氧化碳含量低，以需氧生物(即需要氧气进行呼吸的生命形式)为主。

随着二氧化碳的减少和氧气的增加，温室变暖能力地球大气层急剧减少;然而，当太阳产生的能量系统地增加时，这是在一段时间内发生的。这些补偿变化导致了一个相对稳定的行星温度超过了地球上的大部分历史．