Atmosphären, die Planeten umgeben, enthalten Mischungen verschiedener Gase. Die Erdatmosphäre ermöglicht Leben, weil sie Lebewesen vor der Sonnenstrahlung schützt, Wasser erzeugt und die Temperatur reguliert. Dicke und dünne Atmosphären werden durch die Art der vorhandenen Gase, Höhe und Schwerkraft unterschieden. Die Erde hat eine relativ dünne Atmosphäre, aber ihre Anziehungskraft reicht aus, um Stickstoff und insbesondere Sauerstoff in seiner Atmosphäre zu halten, um das Leben zu unterstützen.
Atmosphäre und Schwerkraft
Generell gilt: Je schwächer die Anziehungskraft eines Planeten ist, desto dünner wird die Atmosphäre. Ein Planet mit schwacher Gravitation hat tendenziell weniger Masse und lässt mehr Atmosphäre in den Weltraum entweichen. Somit hängt die Dicke oder Dünnheit der Atmosphäre von der Stärke oder Schwäche der Schwerkraft ab. Zum Beispiel ist die Gravitation auf Jupiter 318-mal größer als die der Erde, und daher ist die Atmosphäre von Jupiter viel dicker als die der Erde. Die Schwerkraft wird schwächer, je weiter sie von einem Planeten entfernt ist, sodass die Atmosphäre in der Nähe der Oberfläche dicker wird.
Atmosphäre und Temperatur
Die Temperatur spielt eine Schlüsselrolle bei der Bestimmung der Dicke einer Atmosphäre. Heiße Temperaturen führen oft zu einer dünneren Atmosphäre, da sich warme Luftmoleküle schneller bewegen und eine Fluchtgeschwindigkeit in den Weltraum erreichen. Auf der Erde nehmen die Temperaturen mit der Höhe innerhalb der Troposphäre, der niedrigsten Ebene der Atmosphäre, ab, da die wärmeren Moleküle in die obere Atmosphäre entweichen. Die Temperaturen stabilisieren sich jedoch bei höheren atmosphärischen Niveaus wie in der Stratosphäre.
Atmosphärische Dichte
75 Prozent der Masse der Erdatmosphäre befinden sich in der Troposphäre, daher wird die Troposphäre als „dick“ bezeichnet, während höhere Schichten als „dünn“ bezeichnet werden. Atmosphären werden als dick oder dünn bezeichnet, abhängig von der Masse des Planeten, der Gasdichte und der Art der vorhandenen Gase, nicht nur der Gesamttiefe der Atmosphäre. Je dichter die Gase sind, desto „dicker“ ist die Atmosphäre.
Dicke Atmosphären
Die Art der vorhandenen Gase ist für die Dichte ebenso entscheidend wie die Höhe und die Schwerkraft, und alle hängen miteinander zusammen. Bestimmte atmosphärische Gase erzeugen dicke Atmosphären. Zum Beispiel neigen Atmosphären mit reichlich Wasserstoff dazu, dicker zu sein, da sich Gase mit Wasserstoff zu einer größeren Masse verbinden. Einige Planeten wie die Venus haben sehr dicke Atmosphären, die größtenteils aus Kohlendioxid bestehen und kein Leben unterstützen können. Die äußeren Planeten wie:
- Wasserstoff
- Helium
- Methan
- Ammoniak
Dünne Atmosphären
Die Erdatmosphäre gilt als relativ dünn und wird mit zunehmender Entfernung von der Planetenoberfläche dünner. Dünne Atmosphären zeichnen sich durch ihren relativen Wasserstoffmangel aus. Neunundneunzig Prozent der Erdatmosphäre bestehen aus lebenserhaltendem Sauerstoff und Stickstoff. und 98 Prozent dieser Gase befinden sich in den unteren 30 Kilometern (19 Meilen) der Atmosphäre aufgrund von Schwere. Ein anderer Himmelskörper, Europa, ein Mond des Jupiter, hat ebenfalls eine dünne Atmosphäre mit reichlich Sauerstoff, und einige glauben, dass auf diesem Mond Leben möglich ist. Der Mars hat auch eine dünne Atmosphäre mit geringer Masse, die 100-mal dünner ist als die der Erde. Die Atmosphäre des Mars besteht hauptsächlich aus Kohlendioxid und ist für das Leben nicht förderlich.