NA/AbleStock.com/Getty Images

Planetaire atmosferen zijn ontstaan uit gassen die aanwezig waren tijdens de geboorte van het zonnestelsel. Lichte gassen, zoals waterstof en helium, zijn grotendeels ontsnapt uit kleinere planeten, terwijl zwaardere gassen hebben bijgedragen aan de moderne atmosfeer van Mercurius, Venus, Aarde en Mars via een proces dat bekend staat als uitgassing.

Zonnenevel en primitieve atmosferen

Ongeveer 5 miljard jaar geleden condenseerden de zon en de planeten uit een wolk van gas en stof – de zonnenevel – rijk aan waterstof en helium. Gasreuzen vingen deze lichte gassen op, maar de binnenplaneten waren te klein om ze vast te houden. Volgens Vanderbilt University was hun oorspronkelijke atmosfeer dun vergeleken met de huidige.

Uitgassing en de vorming van secundaire atmosferen

Penn State University legt uit dat vroege planeten begonnen als aangroeiende klodders. De energie van miljarden botsingen hield ze gesmolten; het duurde enkele miljoenen jaren voordat hun oppervlak afkoelde en een stevige korst vormde. Daarna kwamen bij de vulkanische ontgassing CO₂, Ar en N₂ vrij, waardoor de secundaire atmosfeer ontstond die we vandaag de dag waarnemen. De sterkere zwaartekracht van de grotere aardse planeten hield de meeste van deze zwaardere gassen vast.

De aarde, Venus en hun koolstofdioxide-erfenis

De atmosfeer van de vroege aarde werd gedomineerd door CO₂, een patroon dat werd gedeeld met Venus. Het leven op aarde heeft het grootste deel van dat CO₂ echter via fotosynthese omgezet in O₂, terwijl Venus – bij gebrek aan leven – CO₂-rijk blijft, wat een op hol geslagen broeikaseffect veroorzaakt dat lood kan doen smelten. Tegenwoordig stoten de vulkanen op aarde jaarlijks ruim 130 miljoen ton CO₂ uit, een relatief klein deel van de atmosferische CO₂ op aarde.

Mars:een dunne, CO₂-rijke atmosfeer

Mars heeft een oppervlaktedruk van ongeveer 0,6% van die van de aarde, een gevolg van zijn zwakke zwaartekracht. De atmosfeer bestaat uit 95% CO₂ en 2,7% N₂, wat qua samenstelling sterk lijkt op de 96% CO₂ en 3,5% N₂ van Venus, hoewel de dichtheid veel lager is.

Kwik:bijna-vacuümomstandigheden

De uitgassing van Mercurius vond waarschijnlijk vroeg in zijn geschiedenis plaats, maar de planeet heeft nu bijna geen atmosfeer meer. De oppervlaktedruk is een hard vacuüm, wat het onvermogen weerspiegelt om atmosferische gassen vast te houden vanwege het kleine formaat en de zwakke zwaartekracht.