Атмосфера Земли не всегда была такой, как сейчас. Изучая древние горные породы, ученые выяснили ее приблизительный состав в прежние геологические эпохи. Несколько миллиардов лет назад воздушная оболочка нашей планеты состояла преимущественно из углекислого газа, азота, водяного пара; кислород появился в ней 1,5—2 млрд. лет назад в результате жизнедеятельности организмов. Со временем содержание его увеличивалось, а за последние 0,5 млрд. лет оставалось примерно одинаковым. Перемены в составе атмосферы начались сравнительно недавно и связаны с производственной, технической деятельностью человека (техногенезом).
Ежегодно при фотосинтезе поглощается из атмосферы около 150 млрд. т. углерода (в составе углекислого газа) и столько же его уходит в воздух в результате дыхания, гниения. Человек, сжигая горючие ископаемые (уголь, нефть, газ), обедняет атмосферу кислородом и обогащает углекислым газом. Может показаться, что изменения очень малы: «всего» 5—6 млрд. т углерода ежегодно поступает с углекислым газом в воздух в результате техногенеза. Однако надо учесть, что так происходит из года в год и уже через 10 лет количество техногенного углерода в воздухе может составить 50—60 млрд. т. По имеющимся данным, с 1958 до 1978 г. концентрация углекислого газа в атмосфере возросла на 5% (величина не очень большая, так как избыток газа поглощает океан). У этого процесса есть и положительные и отрицательные последствия. С одной стороны, увеличение содержания углекислого газа благотворно действует на растения, ускоряет их рост. Но с другой, чем больше углекислоты, тем сильнее нагревается воздух (молекулы углекислого газа «накапливают» тепло); со временем температура земной поверхности может заметно повыситься, вызвав таяние ледников, повышение уровня океанов, затопление приморских низменностей.
По некоторым данным, происходит уменьшение содержания озона в нижних слоях стратосферы, где теперь постоянно летают самолеты.
Еще сильнее сказываются на озоновом слое ядерные испытания, а также промышленные газы, содержащие фтор и хлор.
Современная атмосфера загрязняется многими химическими соединениями, пылью, аэрозолями—продуктами неполного сгорания или переработки сырья. Присутствие в атмосфере некоторых из них (например, озона, серной кислоты, хлора) даже в миллионных долях процента вредно сказывается на здоровье человека. Во многих странах, создана специальная служба наблюдения и контроля за состоянием воздуха.
Крупный город извергает в атмосферу много пыли и газов. Печально знамениты смоги—смесь дыма, промышленных газов и пыли, скапливающихся в атмосфере над большими городами и как бы прикрывающих их ядовитой шапкой.
Сознательные, направленные изменения в атмосфере человек осуществляет пока в небольших масштабах и на ограниченных территориях: борется с градом, обстреливая облака специальными снарядами; искусственно вызывает дождь, рассеивая в облаках особые химические вещества. В дальнейшем, надо надеяться, масштабы направленных воздействий на атмосферу будут возрастать, а непредусмотренных — уменьшаться.