Zeptali jsme se vědců: Jakou barvu mělo nebe při vzniku Země?

Pro zabarvení nebe je určující spektrum slunečního záření. To interaguje se zemskou atmosférou a jedním z klíčových jevů, který způsobuje ono zabarvení je tzv. Rayleighův rozptyl procházejícího slunečního záření. Je to jev, při kterém dochází k pružnému rozptylu světla, tedy beze změny jeho vlnové délky, interakcí s molekulami zemské atmosféry. Světlo rozptýlené o částice atmosféry pak pozorujeme. Krátkovlnné paprsky se rozptylují více než dlouhovlnné záření, proto je v současnosti barva nebe při jasné obloze z krátkovlnné oblasti viditelného spektra – tedy modrá.

Je tedy zřejmé, že barva oblohy závisí na složení a hustotě zemské atmosféry. Podle současných poznatků se domníváme, že při formování zemského tělesa před 4,6 miliardami let měla naše planeta pravděpodobně tzv. primární atmosféru. Tvořily ji hlavně vodík a helium, plyny ze solární nebuly (molekulárního oblaku, ze kterého vznikala Sluneční soustava).

Tato atmosféra však z geologického pohledu přetrvávala velice krátce, gravitační síla Země nestačila tuto primitivní atmosféru udržet. Později, během několika prvních stovek milionů let, se formovala sekundární atmosféra tvořená plyny z vulkanických procesů s převahou oxidu uhličitého. Hustota této atmosféry byla mnohokrát vyšší než dnes, a i když přesné údaje mít nemůžeme, lze říct, že atmosférický tlak se mohl blížit zhruba hodnotě, kterou nyní najdeme na Venuši (téměř 100x vyšší než na Zemi).

A jakou bychom tehdy na obloze viděli barvu? Jistou analogii jevu, kdy sluneční záření prochází hustou vrstvou atmosféry, můžeme pozorovat při východu a západu slunce, kdy paprsky prochází směrem k pozorovateli mnohem mocnějším sloupcem atmosféry. V takovém případě je krátkovlnné viditelné záření rozptylováno do té míry, že je „vysvíceno“ a k oku pozorovatele nepronikne. Naopak světlo s delší vlnovou délkou, které se rozptyluje méně, atmosférou proniká snáz, a my pak vidíme do oranžova až červena zabarvenou oblohu.

Lze tedy předpokládat, že v rané historii Země, kdy zde již byla hustá sekundární atmosféra, mohla být barvou nebe barva blízká červené – pravděpodobně oranžová.