อะไรคือความแตกต่างระหว่างบรรยากาศหนาและบาง?

ชั้นบรรยากาศรอบๆ ดาวเคราะห์มีก๊าซหลายชนิดผสมกัน ชั้นบรรยากาศของโลกทำให้ชีวิตเป็นไปได้เพราะปกป้องรูปแบบชีวิตจากรังสีของดวงอาทิตย์ สร้างน้ำ และควบคุมอุณหภูมิ บรรยากาศที่หนาและบางนั้นมีความโดดเด่นตามประเภทของก๊าซที่มีอยู่ ระดับความสูงและความโน้มถ่วง โลกมีชั้นบรรยากาศที่ค่อนข้างบาง แต่ แรงดึงดูด ก็เพียงพอที่จะกักเก็บไนโตรเจนและออกซิเจนโดยเฉพาะไว้ในชั้นบรรยากาศเพื่อรักษาชีวิต

โดยทั่วไป ยิ่งแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์น้อยเท่าไร บรรยากาศก็จะยิ่งบางลงเท่านั้น ดาวเคราะห์ที่มีแรงโน้มถ่วงต่ำจะมีมวลน้อยกว่าและปล่อยให้ชั้นบรรยากาศหนีเข้าไปในอวกาศได้มากขึ้น ดังนั้นความหนาหรือความบางของชั้นบรรยากาศจึงขึ้นอยู่กับความแรงหรือจุดอ่อนของแรงโน้มถ่วง ตัวอย่างเช่น แรงโน้มถ่วงบนดาวพฤหัสบดีมากกว่าโลก 318 เท่า จึงทำให้ชั้นบรรยากาศของดาวพฤหัสบดีหนากว่าโลกมาก แรงโน้มถ่วงจะอ่อนลงเมื่ออยู่ห่างจากดาวเคราะห์ ดังนั้นบรรยากาศใกล้พื้นผิวจะหนาขึ้น

อุณหภูมิมีบทบาทสำคัญในการกำหนดความหนาของบรรยากาศ อุณหภูมิที่ร้อนมักจะทำให้ชั้นบรรยากาศบางลงเนื่องจากโมเลกุลของอากาศอุ่นจะเคลื่อนที่เร็วขึ้นและไปถึงความเร็วที่หลบหนีออกสู่อวกาศ บนโลก อุณหภูมิจะลดลงตามระดับความสูงภายในชั้นโทรโพสเฟียร์ ซึ่งเป็นระดับต่ำสุดของชั้นบรรยากาศ เนื่องจากโมเลกุลที่อุ่นกว่าจะหลบหนีเข้าสู่ชั้นบรรยากาศชั้นบน อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิจะคงที่ที่ระดับบรรยากาศที่สูงขึ้น เช่น ในสตราโตสเฟียร์

ร้อยละ 75 ของมวลชั้นบรรยากาศของโลกอยู่ในชั้นโทรโพสเฟียร์ ดังนั้นจึงเรียกชั้นโทรโพสเฟียร์ว่า "หนา" ในขณะที่ชั้นที่สูงกว่าจะเรียกว่า "บาง" ชั้นบรรยากาศถูกกำหนดให้มีความหนาหรือบางขึ้นอยู่กับมวลของดาวเคราะห์ ความหนาแน่นของก๊าซ และชนิดของก๊าซที่มีอยู่ ไม่ใช่แค่ความลึกรวมของชั้นบรรยากาศ ยิ่งก๊าซมีความหนาแน่นมากเท่าใด บรรยากาศก็จะยิ่ง "หนา" ขึ้นเท่านั้น

ประเภทของก๊าซที่มีอยู่มีความสำคัญต่อความหนาแน่นเช่นเดียวกับระดับความสูงและแรงโน้มถ่วง และทั้งหมดมีความสัมพันธ์กัน ก๊าซในชั้นบรรยากาศบางชนิดจะสร้างบรรยากาศที่หนา ตัวอย่างเช่น บรรยากาศที่มีไฮโดรเจนมากมักจะหนาขึ้นเนื่องจากก๊าซจะรวมกับไฮโดรเจนเพื่อให้มีมวลมากขึ้น ดาวเคราะห์บางดวง เช่น ดาวศุกร์ มีชั้นบรรยากาศที่หนามากซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยคาร์บอนไดออกไซด์และไม่สามารถดำรงชีวิตได้ ดาวเคราะห์ชั้นนอกเช่น:

• ไฮโดรเจน
  
• ฮีเลียม
  
• มีเทน
  
• แอมโมเนีย

ชั้นบรรยากาศของโลกถือว่าค่อนข้างบาง และจะบางลงเมื่ออยู่ห่างจากพื้นผิวโลกมากขึ้น บรรยากาศบางมีลักษณะขาดไฮโดรเจนสัมพัทธ์ ร้อยละเก้าสิบเก้าของชั้นบรรยากาศของโลกประกอบด้วยออกซิเจนและไนโตรเจนที่ช่วยชีวิต และร้อยละ 98 ของก๊าซเหล่านี้อยู่ในชั้นบรรยากาศต่ำกว่า 30 กิโลเมตร (19 ไมล์) เนื่องจาก due แรงโน้มถ่วง เทห์ฟากฟ้าอีกดวงหนึ่งคือยูโรปา ดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดี ก็มีบรรยากาศบางๆ ที่มีออกซิเจนมากมายเช่นกัน และบางคนเชื่อว่าชีวิตเป็นไปได้บนดวงจันทร์ดวงนี้ ดาวอังคารยังมีชั้นบรรยากาศบางซึ่งมีมวลน้อย ซึ่งบางกว่าโลกถึง 100 เท่า บรรยากาศของดาวอังคารส่วนใหญ่ประกอบด้วยคาร์บอนไดออกไซด์และไม่เอื้อต่อชีวิต