Космические излучения приводят к образованию свободных атомов в атмосфере, потому что при попадании в неё космические лучи расщепляют атомы на другие частицы материи. 4

Механизм процесса следующий: протон большой энергии, прилетевший из глубокого космоса, сталкивается высоко в атмосфере с ядром молекулы и порождает ливень вторичных адронов. 5 В нём есть осколки ядер, протоны, нейтроны, а также разнообразные нестабильные мезоны, в особенности самые лёгкие из них — пионы, которые распадаются на лету. 5

В результате ионизации молекул (атомов) в атмосфере образуются свободные электроны и положительные ионы. 1 Через время электроны прилипают к электроотрицательным молекулам воздуха (это преимущественно молекулы О2) и образуют при этом отрицательные ионы. 1

При диссоциации молекул в воздухе появляются атомы азота N и кислорода О, которые при взаимодействии друг с другом и с молекулами О2 образуют окислы азота N О и N О?, а также озон О3. 1