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Naturalmente, la atmósfera y, por tanto, el clima evolucionaron junto con el continente, el océano, el interior de la Tierra y todos los demás componentes planetarios. Esta co-evolución frecuentemente fue a través de catástrofes, por cierto fructíferas, especialmente para la evolución y diversificación biológicas. En varias etapas, el vulcanismo aportó ingredientes a la atmósfera, otro tanto llegó con los cometas y meteoritos; el océano contribuyó con vapor de agua con sus sucesivos cambios de estado; y la deriva de los continentes aumentó la maritimidad y disminuyó la continentalidad de los climas. El océano también dio inercia térmica y, por lo tanto, estabilidad al clima. La aparición del oxígeno favoreció la vida, su disociación fotoquímica y sus recombinaciones consecuentes dieron lugar a la capa estratosférica de ozono. Los incendios espontáneos pusieron límite superior a la concentración de oxígeno en la atmósfera, generado por la vegetación, lo cual conformó la atmósfera actual.