Die Atmosphären anderer Planeten

Astronomische Körper behalten eine Atmosphäre bei, wenn ihre Fluchtgeschwindigkeit signifikant größer ist als die durchschnittliche Molekulargeschwindigkeit der in der Atmosphäre vorhandenen Gase. Es gibt 8 Planeten und über 160 Monde im Sonnensystem. Von diesen haben die Planeten Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun signifikante Atmosphären. Pluto (ein Zwergplanet) kann eine merkliche Atmosphäre haben, aber vielleicht nur, wenn seine hoch elliptische Umlaufbahn der Sonne am nächsten ist., Von den Monden ist bekannt, dass nur Titan, ein Saturnmond, eine dicke Atmosphäre hat. Vieles von dem, was über diese Planeten und ihre Monde bekannt ist, ist auf die Raumsonden Pioneer, Viking, Mariner, Voyager und Venera zurückzuführen.

Die Atmosphäre der Venus ist etwa 96 Prozent Kohlendioxid, mit Oberflächentemperaturen um 737 K (464 °C oder 867 °F). Wolken auf der Venus bestehen aus Schwefelsäure (H2SO4) und bewegen sich in einer östlichen Zirkulation von etwa 100 Metern pro Sekunde (224 Meilen pro Stunde). Venus selbst dreht sich nur einmal alle 243 Erdtage. Der Oberflächendruck auf der Venus beträgt rund 95.000 Millibar. (Im Gegensatz dazu hat die Erde einen Meeresspiegeldruck von rund 1.000 Millibar.,)

Mars hingegen hat eine dünne Atmosphäre, die zu etwa 95 Prozent aus Kohlendioxid besteht, wobei der Rest meist zweiatomiger Stickstoff ist. Es treten auch Spuren von Wasserdampf auf. Mars hat eine mittlere Oberflächenlufttemperatur, die auf 210 K (-63 °C oder -82 °F) geschätzt wird, und der Oberflächendruck schwebt in der Nähe von 6 Millibar. Sowohl Wasser-als auch Kohlendioxidwolken werden auf dem Mars beobachtet und haben gut definierte Jahreszeiten., Neben periodischen regionalen und globalen Staubstürmen wurden zyklonische Stürme und Wolken beobachtet, die mit der Grenze zwischen kalter Luft (von der Polkappe) und warmer Luft (von den mittleren Breiten) verbunden sind. Die Rotationsrate des Mars liegt nahe an der Rotationsrate der Erde. Beweise für Flusskanäle auf dem Mars zeigen, dass flüssiges Wasser vorhanden war und die atmosphärische Dichte in der geologischen Vergangenheit des Planeten viel höher war.,

Venus und Mars haben neben der Erde Atmosphären, die hauptsächlich durch vulkanische Gasemissionen entstanden sind, obwohl die Entwicklung dieser Gase auf jedem Planeten sehr unterschiedlich war. Auf dem Mars zum Beispiel sind die Temperaturen derzeit so niedrig, dass der größte Teil des von Vulkanen emittierten Wasserdampfes anscheinend als Eis in den Krustenböden abgelagert wurde. Die nähere Nähe der Venus zur Sonne und die daraus resultierenden höheren Temperaturen haben möglicherweise zum Verlust des größten Teils des Wassers von diesem Planeten geführt—höchstwahrscheinlich durch die Auflösung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff., Wasserstoffgas ging im Weltraum verloren; Sauerstoff wurde durch Oxidation mit anderen Elementen kombiniert; und Kohlendioxid (produziert durch vulkanische Emissionen) akkumulierte sich in hohen Konzentrationen. Im Gegensatz dazu wurde ein Großteil des Kohlendioxids in der frühen Erdatmosphäre Teil der Krustenmaterialien, und der Aufbau von Sauerstoff in der Erdatmosphäre ist ein Ergebnis der Photosynthese durch Pflanzen. Die Entwicklung der bewohnbaren Erdatmosphäre im Gegensatz zum trockenen Klima der Venus scheint in direktem Zusammenhang mit der Entfernung der Erde von der Sonne zu stehen., Aktuelle Analysen legen nahe, dass sich die Erdatmosphäre zu der auf der Venus gefundenen Form entwickelt hätte, wenn der Planet während der Entwicklung der Atmosphäre nur 5 Prozent näher gewesen wäre.

Auf den übrigen Planeten scheinen die Atmosphären die ursprüngliche Natur beibehalten zu haben, die mit ihrer Entstehung verbunden ist. Die Luft auf Jupiter und Saturn zum Beispiel besteht zu fast 100 Prozent aus zweiatomigem Wasserstoff (H2) und Helium (He) mit geringen Beiträgen von Methan (CH4) und anderen chemischen Verbindungen., In Bezug auf die Atmosphären der etwas kleineren jovianischen Planeten Uranus und Neptun ist viel weniger bekannt, obwohl angenommen wird, dass beide denen von Jupiter und Saturn ähnlich sind.

Sowohl auf Jupiter als auch Saturn zirkulieren bunte Wolkenbänder und andere regionale Phänomene, die sich in unterschiedlichen Höhen und Breiten befinden, mit Geschwindigkeiten bis zu mehreren hundert Metern pro Sekunde relativ zueinander. Die mit dieser Bewegung verbundenen großen Geschwindigkeitsscheren erzeugen turbulente Wirbel auf diesen Planeten-vor allem Jupiters Großer Roter Fleck., Die hellen Zonen auf diesen Planeten entsprechen den Spitzen der aufsteigenden Wolken in der kalten oberen Atmosphäre, während die farbenfroheren Bänder der relativ warmen unteren Atmosphäre entsprechen und mit dem Auftreten von Schwefel-und Phosphorverbindungen in Verbindung gebracht werden können. Sowohl Aurora-Displays als auch intensive Blitze wurden auf Jupiter und Saturn beobachtet.

Roger A. Pielke