Свободные протоны в атмосфере Земли образуются в результате ударной ионизации. 1 Она происходит за счёт потока заряженных корпускул (протонов, электронов), выбрасываемых Солнцем (так называемый солнечный ветер — плазма солнечного происхождения, движущаяся с большой скоростью). 1

Также протоны могут образовываться при столкновении с нейтральной молекулой газа. 4 В результате реакции перезарядки протон может либо остаться протоном, участвуя в акте ионизации, либо превратиться в атом водорода. 4 Если атом водорода образуется в возбуждённом состоянии, он после излучения соответствующего кванта либо вновь переходит в возбуждённое состояние, либо, потеряв электрон, превращается в протон. 4

Кроме того, потоки высокоэнергичных заряженных частиц, преимущественно протонов, проникают в магнитосферу Земли в период мощных солнечных вспышек. 3 Эти потоки получили название солнечных космических лучей и генерируются в мощных вспышках на Солнце. 3