古大気

古大気（または古大気）は、地質学上の過去のある特定されていない時期の 大気、特に地球の大気です。

地球の地質学史に関して言えば、古大気は年代順に、太陽系星雲の組成に似ていた冥王代 第一大気、後期重爆撃期の火山ガス放出と隕石の衝突により窒素が豊富となった始生代第二大気（前生物的大気とも呼ばれる）、そして生物の光合成により自由酸素が含まれ始めた原生代および顕生代の第三大気に分けることができます。

地球の古大気の組成は、今日では、酸化鉄や木炭などの代理物質の存在量や、地質堆積物中の化石葉の気孔密度などの化石データの研究から推測することができます。今日の大気は窒素（約78％）、酸素（約21％）、アルゴン（約1％）が大部分を占めていますが、生物が存在する前の大気は、自由酸素がほとんどなく、 ⁴⁰ Kの放射性崩壊によって生成されるアルゴンもほとんどない、高度に^[要出典]還元的な大気であり、窒素、二酸化炭素、メタンが大部分を占めていたと考えられています。

約25億年前（ Myr）までは、おそらく目に見えるほどの濃度の自由酸素は存在しなかった。大酸化イベントの後、シアノバクテリア（誤って藍藻類と呼ばれることもある）による光合成の副産物として生成される酸素の量が、化学的に還元する物質、特に溶解した鉄の量を上回り始めた。5億4100万年前のカンブリア紀の初めまでには、自由酸素濃度は多細胞生物の進化を可能にするほどに増加した。その後、約4億5000万年前から地球の陸地の大部分を覆うようになった陸上植物の出現、急速な進化、放散に続いて、石炭紀前期には酸素濃度が現在の値（約21%）に達し、後にそれを上回った。このとき、大気中の二酸化炭素は酸素発生型光合成によって現在の濃度（約400 ppm）以下に引き下げられた。^{[1] [2] [3]これは、}ペンシルベニア紀のモスクワ期とカシモフ期の石炭紀の熱帯雨林の崩壊に寄与した可能性がある。

古代の岩石層の地質学的研究により、地球の歴史の特定の時点における古大気の組成、圧力、密度などに関する情報が得られます。

2012年の研究では、南アフリカのベンタースドルプ超層群で27億年前の始生代に堆積したばかりの火山灰に雨滴が落下してできた痕跡を調べた。雨滴の終端速度と古大気の空気密度を直接結び付け、その密度は現代の大気の2倍未満であり、おそらく同等かそれ以下であったことが示された。^[4]

2016年に行われた同様の研究では、やはり始生代（約27億年前）に海面で固まった玄武岩質溶岩流中のガス泡のサイズ分布が調べられました。その結果、大気圧はわずか0.23±0.23バール（23kPa）であることがわかりました。^[5]

どちらの結果も、太古代の「かすかな若い太陽」の期間に二酸化炭素や窒素の濃度が極めて高かったために 温かく保たれていたことを示唆する理論^{[要出典]と矛盾している。}

2016年の研究では、8億1300万年前に堆積した岩塩の中に閉じ込められた気泡の質量分析が行われた。その結果、間接的な測定から予想されていたよりもはるかに高い10.9%の酸素含有量が検出されました。これは、ネオプロテローゾイックの酸素化イベントがこれまで考えられていたよりもはるかに早く起こった可能性があることを示唆しています。^[6]

• 生命誕生前の大気 – 地球上の第二の大気
• 地球の大気#地球の大気の進化
• 大酸化イベント#初期の大気 – 古原生代における大気中の酸素の急増
• 古気候学 – 古代の気候の変化の研究
• 還元雰囲気 – 還元剤を含む雰囲気