Le atmosfere che circondano i pianeti contengono miscele di gas diversi. L'atmosfera terrestre rende possibile la vita perché protegge le forme di vita dalle radiazioni solari, crea acqua e regola la temperatura. Le atmosfere spesse e sottili si distinguono per il tipo di gas presenti, l'elevazione e la gravità. La Terra ha un'atmosfera relativamente sottile, ma la sua spinta gravitazionale è sufficiente per mantenere l'azoto e soprattutto l'ossigeno nella sua atmosfera per sostenere la vita.
Atmosfera e gravità
In generale, più debole è l'attrazione gravitazionale di un pianeta, più sottile sarà l'atmosfera. Un pianeta con gravità debole tenderà ad avere meno massa e permetterà a più atmosfera di fuggire nello spazio. Così lo spessore o la sottigliezza dell'atmosfera dipende dalla forza o dalla debolezza della gravità. Ad esempio, la gravità su Giove è 318 volte maggiore della Terra, e quindi l'atmosfera di Giove è molto più spessa di quella terrestre. La gravità diventa più debole quanto più è lontano da un pianeta, quindi l'atmosfera sarà più spessa vicino alla superficie.
Atmosfera e temperatura
La temperatura gioca un ruolo chiave nel determinare lo spessore di un'atmosfera. Le temperature calde spesso causano un'atmosfera più sottile poiché le molecole di aria calda si muovono più velocemente e raggiungono una velocità di fuga nello spazio. Sulla Terra, le temperature diminuiscono con l'elevazione all'interno della troposfera, il livello più basso dell'atmosfera, poiché le molecole più calde stanno fuggendo nell'atmosfera superiore. Le temperature, tuttavia, si stabilizzano a livelli atmosferici più elevati come nella stratosfera.
Densità atmosferica
Il settantacinque percento della massa dell'atmosfera terrestre si trova nella troposfera, e quindi la troposfera viene definita "spessa" mentre gli strati più alti sono chiamati "sottili". Le atmosfere sono designate come spesse o sottili a seconda della massa planetaria, della densità del gas e del tipo di gas presenti, non semplicemente della profondità totale dell'atmosfera. Più i gas sono densi, più "spessa" l'atmosfera.
Atmosfere dense
I tipi di gas presenti sono fondamentali per la densità quanto l'elevazione e la gravità, e sono tutti correlati. Alcuni gas atmosferici creeranno atmosfere dense. Ad esempio, le atmosfere con abbondante idrogeno tendono ad essere più spesse poiché i gas si combinano con l'idrogeno per una massa maggiore. Alcuni pianeti, come Venere, hanno atmosfere molto spesse composte in gran parte da anidride carbonica e non possono sostenere la vita. I pianeti esterni come:
- idrogeno
- elio
- metano
- ammoniaca
Atmosfere sottili
L'atmosfera terrestre è considerata relativamente sottile e si assottiglia più lontano dalla superficie del pianeta. Le atmosfere sottili sono caratterizzate dalla loro relativa mancanza di idrogeno. Il novantanove percento dell'atmosfera terrestre è composto da ossigeno e azoto che sostengono la vita, e il 98 percento di questi gas si trova nei 30 chilometri più bassi (19 miglia) dell'atmosfera a causa di gravità. Un altro corpo celeste, Europa, una luna di Giove, ha anche un'atmosfera sottile con abbondante ossigeno, e alcuni credono che la vita sia possibile su questa luna. Marte ha anche un'atmosfera sottile con poca massa, 100 volte più sottile di quella terrestre. L'atmosfera di Marte consiste principalmente di anidride carbonica e non è favorevole alla vita.