Co rozumiemy przez „odgazowywanie” w kontekście geologii planetarnej?

Atmosfera wszystkich planet pochodziła z gazów obecnych podczas formowania się Układu Słonecznego. Niektóre z tych gazów są bardzo lekkie i znaczna część ich objętości, która była obecna na mniejszych planetach, uciekła w kosmos. Dzisiejsze atmosfery planet ziemskich – Merkurego, Wenus, Ziemi i Marsa – powstały w wyniku procesu zwanego odgazowaniem. Po uformowaniu się planet gazy powoli ulatniały się z ich wnętrz.

Około 5 miliardów lat temu Słońce i planety powstały z kieszeni gazu i pyłu, którą astronomowie nazywają mgławicą słoneczną; większość jego materiału składała się z wodoru i helu z niewielkim procentem innych pierwiastków. Wielkie planety, które ostatecznie stały się gazowymi olbrzymami – Uran, Neptun, Saturn i Jowisz – mają wystarczająco silną grawitację, aby przechwycić i utrzymać wodór i hel, najlżejsze gazy. Planety wewnętrzne były jednak zbyt małe, aby pomieścić jakiekolwiek znaczne ilości tych gazów; według Vanderbilt University ich prymitywne atmosfery były bardzo cienkie w porównaniu z tym, co mają obecnie.

Według Penn State University, planety na początku były małymi plamami materii, które akumulowały się pod wpływem wzajemnego przyciągania grawitacyjnego. Energia miliardów zderzeń sprawiała, że ​​wczesne planety były gorące i prawie płynne. Minęło kilka milionów lat, zanim ich powierzchnie ochłodziły się wystarczająco, by uformować stałą skorupę. Po ich utworzeniu planety ziemskie uwolniły gazy, takie jak dwutlenek węgla, argon i azotu poprzez erupcje wulkaniczne, które były znacznie częstsze podczas pierwszych kilku milionów lat lat. Grawitacja większych planet ziemskich jest wystarczająco silna, aby zatrzymać większość tych cięższych gazów. Stopniowo planety tworzyły atmosfery wtórne.

Uważa się, że wczesna atmosfera Ziemi zawierała duży procent dwutlenku węgla; dotyczy to również Wenus. Jednak na Ziemi życie roślinne i fotosynteza przekształciły prawie cały CO2 w atmosferze w tlen. Ponieważ na Wenus nie było znanego życia, jej atmosfera była prawie całkowicie dwutlenek węgla, powodując silny efekt cieplarniany i utrzymując temperaturę powierzchni planety na tyle wysoką, aby stopić ołów. Chociaż wulkany na Ziemi nadal uwalniają ponad 130 milionów ton dwutlenku węgla każdego roku, ich udział w atmosferycznym CO2 jest stosunkowo niewielki.

Atmosfera na Marsie jest bardzo cienka w porównaniu z Ziemią i Wenus; jego gazy wyciekły w kosmos z powodu słabej grawitacji planety, dając jej ciśnienie powierzchniowe około 0,6 procent ziemskiego. Pomimo tej różnicy skład chemiczny marsjańskiej atmosfery jest podobny do Wenus: zawiera 95% CO2 i 2,7% azotu w porównaniu do 96% i 3,5% Wenus.

Chociaż Merkury prawdopodobnie przeszedł okres odgazowywania na początku swojej historii, obecnie ma bardzo mało atmosfery; w rzeczywistości jego ciśnienie powierzchniowe jest bardzo twardą próżnią. Jako najmniejsza z ziemskich planet, jej wpływ na wszelkiego rodzaju gazy atmosferyczne jest słaby.