Ismeretes, hogy a Föld egy szilárd, cca 30 km vastag kéregből, a litho-sphaerából, egy csaknem 12.700 km. hosszú átmérőjű, igen magas hőmérsékletű, valószínűleg folyékony tűzmagból, a pyrosphaerából, végre a kéreg mélyedéseiben elhelyezkedő tengervizekből, a hydrosphaerából és a légkőrből, az atmosphaerából áll. A kéreg átlagos fajsúlyát egyesek 2.5-re, mások többre becsülik. A hydrosphaera fajsúlya 1. A pyrosphaera fajsúlyát egyesek igen magasra becsülik, bizonyos azonban, hogy csak kevéssel több, mint a Föld átlag sürűsége, amely 5.5 körül van, mivel a litosphaera, a hydrosphaera és atmosphaera össztömege a tűzsphaera tömegéhez képest igen kicsiny. Bizonyos továbbá, hogy a tűzsphaera bőségesen tartalmazhat könnyebb elemeket is, mivel a gyakrabban előforduló nehéz fémek fajsúlya 5-nél jóval magasabb. Valószínű, hogy a Földnek van egy rétege, amely javarészt vasból áll. Ezzel a ténnyel függhet össze a Földgömb mágneses tulajdonsága is. A földkéreg felső része javarészt kovasav és aluminium, amelyek mellett még a mészfajtákban lévő calcium is tekintetbe jön. A kovasav fajsúlya kb. 2.5, az alumíniumé 2.7. A földkéreg alsóbb részének fajsúlya már 3.6 körül jár és e réteg, amelyet perioditit-burok-nak neveznek, telve van mágnesvas szemcsékkel. E perioditít-őv alatt terül el a vashorizont. Egyes vélemények szerint a vulkánok fészkei a gránitok és vasburok között vannak. A vasburok alatt lehetnek ugyan aránylag nagy mennyiségben nehéz elemek, de ha a hőmérséklet lefelé tovább növekszik, ezek az elemek jóval a 2000⁰C feletti hőmérséklettel kell, hogy bírjanak, mivel a láva hőmérséklete már 2000°C. Már pedig a legtöbb elem, így az ezüst, arany és platina is 2550°C körül gőzalakú, a zink, ón és ólom jóval korábban párolog. Az elementáris testek között csak a Wolfrám az, amely csak 3000°C és a Tantál, amely csak 2885°Cnál olvad meg. Igaz ugyan, hogy vannak vegyületek, amelyek ilyen magas hőfokon Bem olvadtak még meg. Hogy a Föld belseje quasi egy belső fémgőz atmosphaerából álljon, nem nagyon valószínű, (ugyanis a legtöbb fémgőz 3000°C körül csak igen nagy nyomás mellett lenne a gázalakú elemeknél nagyobb fajsúlyú, viszont ha a nagy nyomást már a vashorizont közelében feltételezzük,; jakkor a földkéreg a szédületes feszítőerőnek egyáltalában nem tudna ellenállani. Valószínű tehát, hogy a tűzmag amelyen a lithosphaera úszik, folyékony.

A föld belsejében tehát a tűzálló vegyületek, bizonyos oxydok, nitridek és carbid ok létezése valószínűbb, mint a tiszta fémgőzöké. Viszont kovasavas vegyületek ott nem igen lehetnek, mert a kovasav már 1800°C-nál, még a platina megolvadása előtt forr.

A Föld légköre javarészt Nitrogent tartalmaz, cca 78 térfogatszázalékban, mig az oxigénre kb. csak 21 százalék, a levegőben levő többi gázra az argonra, neonra, heliumra, xenonra és kryptonra pedig alig 0.94%, eltekintve a szénsavtól, vízgőztől, bacteriumoktól és lebegő vulkanikus, kozmikus, valamint meteorrészecskéktől származó hamutól és porszemcséktől. A Föld nitrogen-oxigén légköre azonban legfeljebb 300 km. magas, sőt már” 80 km. felett csodálatosan ritka és oxigénszegény. A 300 km-es magasságon túl azonban nem következik még a légüres tér tátongó üressége. Ezt a nitrogén-oxigén légkört egy több száz km. széles hydrogen légkör burkolja. Száguldó meteorok ebben a légkörben kezdenek izzani, amelyet gyakran átszelnek anélkül, hogy a földre esnének. Ha az oxigént tartalmazó légkört elérik, akkor rendesen fölrobbannak és mint por hullanak a Földre, ritkábban kisebb-nagyobb darabok is földet értetnek szétrobbanás nélkül. A Föld hydrogen légköre még nem végződik a Világür teljesen légüres terében. Egy harmadik őv következik, amelyet egy a Földön eddig még sohasem talált igen ritka gáznemű anyag alkot. Ez az anyag a Coronium, amely a napkoronában, a nap légkörének magasabb rétegeiben, a spectrálanalyzis segítségével, fellelhető. A coronium a heliumnál és hydrogénnél sokkal könnyebb. Mendelejeff, az elemek periódikus rendszerének megalkotója, már annak idején megállapította, hogy két, a hydrogénnél is könynyebb elemnek kell léteznie, amelyeket Y és X betükkel jelölt meg. Az Y elem a Coroniummal azonos, amelynek sűrűsége legalább ötször kisebb mint a hidrogén gázé. Az X elemet később Newtonium-nak nevezték el, a halhatatlan physikus iránti tiszteletből. A Newtonium még sokkal kisebb fajsúlyú, mint a Coronium. A Newtonium atomsúlyának nagyságrendje mindössze 0,000001 körül jár, azaz fajsúlya alighanem kisebb, mint a hydrogéngáz fajsúlyának egy milliomod része. Más számítások szerint a Newtonium atomsúlya nem sokkal kisebb, mint 0.0006, de ez esetben is a Newtonium-atom csak akkora, mint az electron, míg az előbbi esetben az electronnagyságrendjénél is jóval kisebb lenne. Mendelejeff a Newtonium elemet a régi fizikai iskola világéterével identifikálja. Ezzel szemben más természetbuvárok (Kelvin) föltevése szerint az aether néhány billiószor sürűbb, mint az ólom, jóllehet súly talan. Az Einstein-elmélet függetlenítette a fizikát a régi fény aether fogalmától és így a kétféle aetherfogalom ellentéte további gondot nem okoz. A Corohium exisztenciája bizonyos, mert a spektrálanalizis megtudta állapítani, hogy reá az 531,6 mn (mikron) színképvonal jellemző éppen úgy, mint a nátriumra a sárga, a káliumra a vörös és ibolya szinképvonalak, illetőleg az ezeknek megfelelő hullámhosszok és rezgésszámok. A Newtonium létezése is valószínű Jóllehet ezt eddig sem kémiailag izolálni, sem spektrálanalizissel kimutatni nem lehetett. A Newtonium és a Coronium egyébként ugyanabba az elemosztályba tartoznak, mint a nemes gázok, amelyeknek molekula és atomsúlya azonos és amelyek vegyértéke nulla, tehát semmilyen vegyületet nem alkotnak. A következő táblázat mutatja a légkör összes elementáris alkatrészeinek az atomsúlyait:

A gázok fajsúlya atomsúlyaikkal arányos. Hogy a levegőre vonatkoztatott sűrűséget megkapjuk, az oxigen, nitrogen és hydrogen esetében atomsúlyaik kétszeresét a helium, neon, argon, krypton, xenon, a coronium és a Newtonium esetében pedig atomsúlyaikat kell 29-el elosztani. Ugyanis a kérdéses egy atomú nemes gázoktól és a fémgőzöktől eltekintve minden egyéb gáz molekulája éppen két atomot tartalmaz.

A légkör tehát az alsó szferában oxigénből, nitrogénből és a nemes gázokból áll, a középső szferában hydrogenből és emellett főképen heliumból, mig a külső szfera anyaga a Coronium.

Vajjon mindig ilyen szerkezetű volt a föld légköre? És mi-képen keletkezett, mi módon jutottak a gázok földünk atmoszferájába?

A különböző égitestek légköre más és más. Napok, bolygók és trabantok (holdak) e tekintetben a legkülönbözőbb tulajdonságokat mutatják. Mig a fehér napoknál a hidrogen, helium és a kis atomú anyagok predominálnak, addig a sárgás napok légköre telve van a hidrogenen és heliumon kivül különböző fémek gőzével, a vörös, narancs, kék, ibolya, szóval általában a színes napok viszont már nem fényes elemek, sőt vegyületek gőzeit is tartalmazzák. Köd foltok hidrogent és nitrogent, üstökösök szénvegyületeket, meteorok a föld anyagaihoz hasonló elemeket tartalmaznak. Egyes bolygóknak, trabantoknak, például a mi holdunknak oxigén-nitrogén légköre sem igen lehet, más bolygók viszont fémgőz légkörrel is rendelkeznek. A Saturnus gyürüi egyes vélemények szerint fémgőzökből állanak.

Ami a földi légkör nemes gázait és a hidrogént illeti, nincs kizárva, hogy ezeknek a parányai kozmikus vándorlásra képesek. Arrhenius utal bizonyos számításokra, amelyek szerint a földi légkör helium tartalma állandó fogyásban van, mert a helium állandóan távozik a föld légköréből. Egyáltalán nincsen kizárva, hogy az égitestek közötti folytonos és kölcsönös sugárzás bizonyos anyagcsere forgalommal van összekötve, amelyben az elektronok és esetleg a kis atomú testek parányai vesznek részt. Érdekes tünet, hogy a mi Naprendszerünk bolygóinak sürűsége a Nap felé számított sorrendben növekszik, mig légköreik sürűsége arányos a bolygók tömegével. Igy például a kis tömegű Merkurnak alig van számbavehető légköre” viszont az ilyen kis térfogatú és ezért kis tömegű bolygó sürűsége a Naprendszer bolygói között a legnagyobb. Nem a térfogat és nem a tömeg, hanem a sűrűség dönti el a bolygók naptávolságát. Ugylátszik hogy a világ mechanikájában nemcsak a tömegek, hanem a halmazállapotok viszonyai is döntő tényezők. Érdekes tünet továbbá az is, hogy a bolygóknak tengelyük körül való forgássebessége, tehát a naphossz időtartama annál nagyobb, minél sűrűbb a légkörük és minél több holdjuk van. Igy a nyolc holdas Jupiter naptartama tíz földi óra, mig a kis Marsnak cca 25 órára van szüksége egy tengelyforgáshoz. Viszont az igen nagy, de a Jupiternél kisebb Saturnus, amelynek tíz holdja és gőzgyürűje van, már kilenc földi óra alatt megfordul a tengelye körül. A Marsnál, sőt földünknél jóval nagyobb, de a Saturnusnál jóval kisebb Uranus pedig tizenhét óra alatt végez egy forgást. Az a valószínű tehát, hogy az égitestek mozgásaiban nem csupán tömegmechanikai tulajdonságaik, de fiziko-kémiai konstitucióik is szerepet játszanak. A klasszikus mechanika, a bolygókeringés szabályait illetőleg ugyan igen jól kijött a tisztán erőtani módszerek adta magyarázatokkal, de cserében a bolygók forgására nem tudott maradéknélküli feleletet adni. A forgások, a légkörök, a halmazállapot, a kémiai összetétel, az elektronoknak és bizonyos nemesgázok parányainak a kozmikus vándorlásai között összefüggésnek kell lenni. Szinte egy drótnélküli egységes motor a világ, amelynek mechanikája és metrikája az égi testek kölcsönös fizikokémiai hatásainak kell, hogy a következményei legyenek. Vajjon egy állandó és successiv légkörcsere is kiséri-e az égitestek közötti sugárzást? Igen valószínű.

A hidrogen és a nemes gázok jelenléte a földi légkörben tehát ebből a szempontból szinte a kisebb meglepetés számba megy, bár a kísérleti tudománynak egyik legszebb bravurja volt, amikor W. Ramsay a gázok cseppfolyósítása alkalmával a nemes gázokat izolálni tudta, köztük a Heliumot, amelyet a nap színképéből már korábban ismerték.

De honnan jött az oxigén-nitrogén légkör?

Ha a Kant-Laplace féle kozmogóniát elfogadjuk, akkor fel kell tételeznünk, hogy a Föld, sok, több száz mi hó évvel ezelőtt többezer fokos hőmérsékletű volt. Képzeljük el azt az állapotot, amikor ez a hőmérséklet 4000—3000°C-ra leszállott. Viz a földön akkor nem létezhetett, mert 2000⁰C-on túl a víz már elemeire bomlik. Viszont ilyen magas hőfokon a fémgőzök a nitrogennel elég állandó szilárd vegyületeket is tudnak alkotni, az úgynevezett nitrideket. Létezhetett 3000⁰-2000⁰C között már ekkor szilárd anyag, így például az aluminiumnitrid, amelyet éppen magas hőfokon lehet előállítani. Hasonló módon tűzállók és szilárd állapotú lehetett számos Carbid, akár a közismert calciumcarbid, amiből az acetylént készítik, továbbá a vascarbid, stb. Igen tűz álló (4000⁰) a bornitrid, sőt nem egy oxyd is akad, amely a kérdéses temperatura intervallumban meg nem olvad. Viszont a legtöbb fémelem gőzalakú volt, s így például csak a 3000°C-on olvadó Wolfram és a 2800°C-on olvadó Tantal maradhattak szilárdak. Mindenesetre ebben az állapotban már lehetett a Földnek egy szilárd őskérge, amely alumíniumot, vasat, calciumot, javarészt nit rid, carbid, kis részben oxyd formájában tartalmazhatott mig a kovasav, amely 1800°C-nál forr a gőzlégkörhöz tartózhatott. A Föld őskőzetei tehát nem szükségképen a most található gránitok, hanem éppen a kérdéses nitridek és carbidok lehettek, amelyek fölött egy magas nyomású gőzlégkör nehezedett, amelynek színképe talán a színes napok színképére emlékeztetett volna.

Amidőn a kellő lehülés folytán a hidrogen az oxigénnel vizzé éghetett el és a hőmérséklet 2000°C-ra vagy ennél alacsonyabbra esett, a carbidok és nitridek — tulajdonságainak megfelelőleg — a nedvesség, a nyomás vagy az alkaliák hatására heves reakciók között felbomolhattak. E reakciók nyomán egyrészt szénhidrogének, szénsav, ammonia keletkezhettek, másrészt nitrogen és oxigén válhattak szabaddá. A légkörrel együtt megszülettek a növényi és állati szerves élet legnyersebb alapkövei, a négy organogen elem legegyszerűbb vegyületei. Ha ez az elgondolás helyes, akkor a légkörét a Föld forró őskérgébői termelte ki. A következtetés tovább is vezet. Lehet, hogy a Föld belső magva nem annyira fémgőzökből, mint aránylag magas hőfokot kiálló fémnitridekből, fémcarbidokból és bizonyos oxydokból áll. Utóbbiak aligha tartoznak az értékes nehéz fémek oxydjai közé, mert ezeknek legtöbbje magas hőben bomlékony, így pl. az ezüst a már egyszer felvett oxigént is kiszorítja magából. A kérdéses tűzálló sók sokkal nagyobb hőmérsékletet kibírnak megolvadás nélkül, mint a fémek, amelyeknek legtöbbje 2500°C-nál már gőzállapotba kerül.

 A Föld magva tehát aligha gáz vagy folyadék halmazállapotú, hajnem valószínűleg szilárd. Az igen szilárd, rendkívül forró mag fölött lehet egy folyós, sőt részben gőznemű burok, quasi egy saturált fémgőzsphaera, amely már a lithosphaera, a külső szilárd kéreg alsóbb rétegeivel érintkezhetik. Eszerint volna a Földnek egy belső szilárd magva és egy külső szilárd kérge, amelyek között volna a tulajdonképeni pyrosphaera horizontja. A külső szilárd kéreg hordozzza, a tengereket és a légkört, amelynek egyes nemes gázai lassanként távoznak a Világürbe, talán más nemes gázok parányai pedig a sugárzással jönnek a Föld légkörébe.

Nem valószínű, hogy a Föld kihülése egyenletesen haladó folyamat, amint egy izzó test lassanként kihül, mert a Föld belső szilárd magva ujabb és ujabb chemiai reakciók árán szinte folyton termelheti a vulkánosságot. A Pyrosphaera mintegy a mag vegyi energiatartalékaiból keletkezik. Éppen a lehűlés nyomán válnak olyan reakciók lehetségesekké, amelyek aztán annál nagyobb energiákat termelnek. A legtöbb carbidban igen sok a kötött kő. Ha víz éri őket methan vagy acetylén szabadul fel, amely igen könnyen robban és az elégésnél rengeteg hőt fejleszt. A Kálium, Nátrium és egyéb fémek a vizzzel szintén igen heves, robbanásszerű, hő- és fénytünemények között tudnak egyesülni. Ilyen és ebez hasonló reakciók termelhetik a Föld belső melegét, akkor is, ha nem tételezzük fel, hogy forró folyadékban, vagy gázokban accumulált módon van felraktározva a kérdéses energia.

A Napban és általában a fehér és sárgás napokban képtelenség oxydációkkal égéseket feltételezni. Ezekben a testek elementáris állapotban, vagy talán teljesen electronjaikra dissociálva léteznek. Tulajdonképpen nincs is értelme ezeket földi értelemben forróknak tartani. A napból jövő elektronmágneses sugárzást előbb a, földkéreg absorbeálja és csak ettől közvetve melegszik fel a, légkör. Ebben a vonatkozásban a lithosphaera szinte egy energiatransformator szerepét játsza.

Volt-e valaha a Földünk hasonló állapotban, mint a Napunk? Számos általánosan elfogadott álláspont szerint igen. Mégis igen nagy oxygéntartalma, továbbá nitrogéntartalma a Nap jelenlegi kémiai összetételével nem mutat analogiát. Tehát olyan egyszerűen nem lehetett a Nap szülötte, amint azt olyan természetesnek látszó kozmogóniai megállapítások feltételezik. A légkör hidrogen, helium és coronium tartalma lehet az ősállapot korabeli örökség, de az oxigén és a nitrogén nem. Fel kell tehát tételezni, hogy vagy a Nap valaha tartalmazta ezt a két elemet is, vagy a Föld máshonnan szerezte. Elképzelhető, hogy az a kozmikus ősköd, amelyből a Nap bolygóival együtt származott e két elem hordozója volt és a szétszakadás kaosza idejében az elosztásnak ez a meglepő esete jött létre. A ködfoltok színképében tényleg nitrogen is kimutatható. Ennek az eloszlásnak különös oka kellett, hogy legyen, mert a Földre tulsúlyban, jutottak az electropozitiv nem fémes elemiek, jóllehet elektronegativ, azaz fémes jellegű eleme is sok, mig a Nap csupa elektronegativ fémes jellegű elemet tartott meg faxagának a hydrogennel és heliummal együtt. Vagy fel kell tételezni az elemek elvándorlását electronjaik révén, vagy végre azt, hogy a különböző elemek a fémes jellegűek, éppenúgy mint a nem fémesek egy és ugyanazon elektronseregből jöttek létre. Mind a három lehetőség immanens módon tartalmazza azt a követelést, hogy a kozmikus vonatkozásban az anyagi atom és az energiát képviselő elektron között ne húzzunk éles határvonalat. A tudomány mai állása mellett nehéz volna biztos döntés a három lehetőség között. Bizonyos azonban, hogy aránylag magas hőfokon (nem a fehér napok 10000° és a sárgás napok 7000°C-án, hanem 3000-4000°C-ig) a színes napok már tartalmaznak metalloid vegyületeket is. Ezt az állapotot tekintve a Földnek lehetett nitridekből, kárbidokból és bizonyos oxydokból álló szilárd ősrétege anélkül, hogy csepfolyós vagy gázalakú lett volna egész tömegében. A fentebb vázolt módon ez az ősszilárd kéreg termelhette az alsó légkört, amely a földi élet színpadja, sőt valószínű, hogy a Földnek még ma is van egy ilyen belső szilárd magva, amely és a kihült szilárd kéreg közé esik az activ tűzsphaera mindössze 2000°C-os lávájával.