Planeettoja ympäröivät ilmakehät sisältävät seoksia eri kaasuista. Maan ilmakehä tekee elämän mahdolliseksi, koska se suojaa elämänmuotoja auringon säteilyltä, luo vettä ja säätelee lämpötilaa. Paksut ja ohuet ilmakehät erotetaan läsnä olevien kaasujen tyypin, korkeuden ja painovoiman perusteella. Maapallolla on suhteellisen ohut ilmakehä, mutta sen vetovoima riittää pitämään typpeä ja erityisesti happea ilmakehässään tukemaan elämää.
Tunnelma ja painovoima
Yleensä mitä heikompi planeetan painovoima on, sitä ohuempi ilmakehä on. Planeetalla, jolla on heikko painovoima, on yleensä vähemmän massaa ja se antaa enemmän ilmakehää paeta avaruuteen. Siten ilmakehän paksuus tai ohuus riippuu painovoiman voimasta tai heikkoudesta. Esimerkiksi Jupiterin painovoima on 318 kertaa suurempi kuin Maan, ja siten Jupiterin ilmakehä on paljon paksumpi kuin Maan. Painovoima heikkenee sitä kauempana planeetasta, joten ilmakehä on paksumpi lähellä pintaa.
Ilmapiiri ja lämpötila
Lämpötilalla on keskeinen rooli ilmakehän paksuuden määrittämisessä. Kuumat lämpötilat aiheuttavat usein ohuemman ilmakehän, kun lämpimät ilmamolekyylit liikkuvat nopeammin ja saavuttavat pakenemisnopeuden avaruuteen. Maapallolla lämpötilat laskevat troposfäärissä, joka on ilmakehän alin taso, kun lämpimämmät molekyylit karkaavat ilmakehän yläosaan. Lämpötilat kuitenkin vakiintuvat korkeammilla ilmakehän tasoilla, kuten stratosfäärissä.
Ilmakehän tiheys
75 prosenttia maapallon ilmakehän massasta on troposfäärissä, joten troposfääriä kutsutaan "paksuksi", kun taas korkeampia kerroksia kutsutaan "ohuiksi". Ilmakehät määritellään paksuiksi tai ohuiksi riippuen planeetan massasta, kaasun tiheydestä ja läsnä olevien kaasujen tyypistä, ei pelkästään ilmakehän kokonaissyvyydestä. Mitä tiheämmät kaasut ovat, sitä "paksumpi" ilmakehä on.
Paksut ilmakehät
Kaasujen tyypit ovat yhtä tärkeitä tiheydelle kuin korkeus ja painovoima, ja kaikki ovat yhteydessä toisiinsa. Tietyt ilmakehän kaasut luovat paksuja ilmakehiä. Esimerkiksi ilmakehät, joissa on runsaasti vetyä, ovat yleensä paksumpia, kun kaasut yhdistyvät vedyn kanssa suuremman massan saavuttamiseksi. Joillakin planeetoilla, kuten Venuksella, on erittäin paksu ilmakehä, joka koostuu pääosin hiilidioksidista, eivätkä ne voi tukea elämää. Ulommat planeetat, kuten:
- vety
- helium
- metaani
- ammoniakki
Ohut ilmakehä
Maan ilmakehää pidetään suhteellisen ohuena, ja se ohenee kauemmas planeetan pinnasta. Ohuille ilmakehille on ominaista niiden suhteellinen vetypuute. Yhdeksänkymmentäyhdeksän prosenttia maapallon ilmakehästä koostuu elämää tukevasta hapesta ja typestä, ja 98 prosenttia näistä kaasuista on ilmakehän 30 kilometrin alapuolella painovoima. Toinen taivaankappale, Europa, Jupiterin kuu, on myös ohut ilmapiiri runsaalla hapella, ja jotkut uskovat, että elämä on mahdollista tällä kuulla. Marsilla on myös ohut ilmakehä, jolla on pieni massa, 100 kertaa ohuempi kuin maapallon. Marsin ilmakehä koostuu pääosin hiilidioksidista eikä suosi elämää.