Die Atmosphären aller Planeten stammten aus Gasen, die bei der Entstehung des Sonnensystems vorhanden waren. Einige dieser Gase sind sehr leicht, und ein Großteil ihres Volumens, das auf den kleineren Planeten vorhanden war, entwich in den Weltraum. Die heutigen Atmosphären der terrestrischen Planeten – Merkur, Venus, Erde und Mars – sind durch einen Prozess entstanden, der als Ausgasung bezeichnet wird. Nachdem sich die Planeten gebildet hatten, entwichen langsam Gase aus ihrem Inneren.
Sonnennebel und primitive Atmosphäre
Vor etwa 5 Milliarden Jahren bildeten sich Sonne und Planeten aus einer Gas- und Staubtasche, die Astronomen als Sonnennebel bezeichnen; der größte Teil seines Materials bestand aus Wasserstoff und Helium mit einem kleinen Prozentsatz anderer Elemente. Die großen Planeten, die schließlich zu den Gasriesen wurden – Uranus, Neptun, Saturn und Jupiter – haben eine Gravitation, die stark genug ist, um Wasserstoff und Helium, die leichtesten Gase, einzufangen und festzuhalten. Die inneren Planeten waren jedoch zu klein, um nennenswerte Mengen dieser Gase aufzunehmen; Laut der Vanderbilt University waren ihre primitiven Atmosphären im Vergleich zu dem, was sie derzeit haben, sehr dünn.
Ausgasung und Sekundäratmosphären
Laut der Penn State University begannen die Planeten als kleine Materialklumpen, die sich unter der Kraft gegenseitiger Gravitationsanziehung ansammelten. Die Energie von Milliarden von Kollisionen hielt die frühen Planeten heiß und fast flüssig. Mehrere Millionen Jahre vergingen, bis ihre Oberflächen ausreichend abgekühlt waren, um eine feste Kruste zu bilden. Nach ihrer Entstehung haben die terrestrischen Planeten Gase wie Kohlendioxid, Argon und. freigesetzt Stickstoff durch Vulkanausbrüche, die während der ersten Millionen von their Jahre. Die Schwerkraft der größeren terrestrischen Planeten ist stark genug, um die meisten dieser schwereren Gase zurückzuhalten. Allmählich bauten die Planeten sekundäre Atmosphären auf.
Erde und Venus
Es wird angenommen, dass die frühe Atmosphäre der Erde einen großen Prozentsatz an Kohlendioxid enthielt; dies gilt auch für die Venus. Auf der Erde jedoch wandeln Pflanzen und Photosynthese fast das gesamte CO2 in der Atmosphäre in Sauerstoff um. Da die Venus kein bekanntes Leben hat, ist ihre Atmosphäre fast vollständig CO2 geblieben, was einen starken Treibhauseffekt erzeugt und die Oberfläche des Planeten heiß genug hält, um Blei zu schmelzen. Obwohl Vulkane auf der Erde weiterhin jedes Jahr über 130 Millionen Tonnen Kohlendioxid ausstoßen, ist ihr Beitrag zum atmosphärischen CO2 vergleichsweise gering.
Mars Gase
Die Atmosphäre auf dem Mars ist im Vergleich zu Erde und Venus sehr dünn; Seine Gase sind aufgrund der schwachen Schwerkraft des Planeten in den Weltraum ausgetreten, was ihm einen Oberflächendruck von etwa 0,6 Prozent des Erddrucks verleiht. Trotz dieses Unterschieds ist die chemische Zusammensetzung der Marsatmosphäre ähnlich der der Venus: Sie besteht zu 95 Prozent aus CO2 und 2,7 Prozent aus Stickstoff im Vergleich zu 96 Prozent und 3,5 Prozent bei der Venus.
Merkurs Vakuum
Obwohl Merkur wahrscheinlich zu Beginn seiner Geschichte eine Phase der Ausgasung durchgemacht hat, hat er derzeit nur sehr wenig Atmosphäre; tatsächlich ist sein Oberflächendruck ein sehr hartes Vakuum. Als kleinster der terrestrischen Planeten ist sein Einfluss auf atmosphärische Gase jeglicher Art schwach.