Les corps astronomiques conservent une atmosphère lorsque leur vitesse d’échappement est nettement supérieure à la vitesse moléculaire moyenne des gaz présents dans l’atmosphère. Il y a 8 planètes et plus de 160 lunes dans le système solaire. Parmi celles-ci, les planètes Vénus, Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune ont des atmosphères importantes. Pluton (une planète naine) peut avoir une atmosphère appréciable, mais peut-être seulement lorsque son orbite hautement elliptique est la plus proche du Soleil., Parmi les lunes, seule Titan, une lune de Saturne, est connue pour avoir une atmosphère épaisse. Une grande partie de ce que l’on sait de ces planètes et de leurs lunes provient des sondes spatiales Pioneer, Viking, Mariner, Voyager et Venera.
Jet Propulsion Laboratory/National Aeronautics and Space Administration
L’atmosphère de Vénus est d’environ 96 pour cent de dioxyde de carbone, avec des températures de surface autour de 737 K (464 °C, ou 867 °F). Les nuages sur Vénus sont constitués d’acide sulfurique (H2SO4) et se déplacent dans une circulation vers l’est d’environ 100 mètres par seconde (224 miles par heure). Vénus elle-même ne tourne qu’une fois tous les 243 jours terrestres. Les pressions de Surface sur Vénus sont d’environ 95 000 millibars. (En revanche, la Terre a une pression au niveau de la mer d’environ 1 000 millibars.,)
Mars, en revanche, a une atmosphère mince composée d’environ 95 pour cent de dioxyde de carbone, le reste étant principalement de l’azote diatomique. Des Traces de vapeur d’eau apparaissent également. Mars a une température moyenne de l’air de surface estimée à 210 K (-63 °C, ou -82 °F), et les pressions de surface planent près de 6 millibars. Des nuages d’eau et de dioxyde de carbone sont observés sur Mars et ses saisons sont bien définies., En plus des tempêtes de poussière régionales et mondiales périodiques, des tempêtes cycloniques et des nuages, associés à la frontière entre l’air froid (de la calotte polaire) et l’air chaud (des latitudes moyennes), ont été observés sur la planète. Le taux de rotation de Mars est proche du taux de rotation de la Terre. Les preuves de canaux fluviaux sur Mars indiquent que de l’eau liquide était présente et que la densité atmosphérique était beaucoup plus élevée dans le passé géologique de la planète.,
avec la Terre, Vénus et Mars ont des atmosphères qui se sont principalement formées à la suite d’émissions de gaz volcaniques, bien que l’évolution de ces gaz sur chaque planète ait été très différente. Sur Mars, par exemple, les températures sont actuellement si basses que la majeure partie de la vapeur d’eau émise par les volcans a apparemment été déposée sous forme de glace dans les sols crustaux. La plus grande proximité de Vénus avec le soleil, et les températures plus élevées qui en résultent, peuvent avoir conduit à la perte de la majeure partie de l’eau de cette planète—très probablement par la dissolution de l’eau en hydrogène et en oxygène., L’hydrogène gazeux a été perdu dans l’espace; l’oxygène a été combiné avec d’autres éléments par oxydation; et le dioxyde de carbone (produit par les émissions volcaniques) accumulé à des concentrations élevées. En revanche, une grande partie du dioxyde de carbone dans la première atmosphère terrestre est devenue une partie des matériaux crustaux, et l’accumulation d’oxygène dans l’atmosphère terrestre est le résultat de la photosynthèse par les plantes. Le développement de l’atmosphère habitable de la Terre, en contraste avec le climat torride de Vénus, semble être directement lié à la distance de la Terre du Soleil., L’analyse actuelle suggère que l’atmosphère de la Terre aurait évolué à la forme trouvée sur Vénus si la planète avait été seulement 5 pour cent plus proche au cours de l’évolution de l’atmosphère.
Sur le reste des planètes, les atmosphères semblent avoir conservé la nature primordiale associée à leur formation. L’air sur Jupiter et Saturne, par exemple, est composé de près de 100 pour cent d’hydrogène diatomique (H2) et d’hélium (He), avec de petites contributions de méthane (CH4) et d’autres composés chimiques., On en sait beaucoup moins sur les atmosphères des planètes joviennes un peu plus petites Uranus et Neptune, bien que les deux soient considérées comme similaires à celles de Jupiter et de Saturne.
photo NASA / JPL / Caltech (NASA photo # PIA00014)
sur Jupiter et Saturne, des bandes nuageuses colorées et d’autres phénomènes régionaux situés à différentes altitudes et latitudes circulent à des vitesses pouvant atteindre plusieurs centaines de mètres par seconde les uns par rapport aux autres. Les grands cisaillements de vitesse associés à ce mouvement créent des tourbillons turbulents sur ces planètes—notamment la Grande Tache rouge de Jupiter., Les zones lumineuses de ces planètes correspondent aux sommets des nuages ascendants dans la haute atmosphère froide, tandis que les bandes plus colorées correspondent à la basse atmosphère relativement chaude et peuvent être associées à la présence de composés soufrés et phosphorés. Les aurores boréales et les éclairs intenses ont été observés sur Jupiter et Saturne.
Roger A. Pielke