Les atmosphères des planètes du système solaire| | Composition de l'atmosphère | Températures moyennes | Pression à la surface | Vitesses des vents de surface | Remarques |
|---|
| Mercure | oxygène (O2) 42%
sodium (Na) 29%
hydrogène (H2) 22%
hélium (He) 6%
potassium (K) 0.5%
autres éléments:
traces possibles d'argon (Ar), de gaz carbonique (CO2), d'eau (H2O), d'azote (N2), de xénon (Xe), de krypton (Kr), de néon (Ne) | 440° K (167° C), 650° K sur le côté exposé au Soleil | 10-15 bars | pas de vents | Mercure, en fait, n'a pas d'atmosphère. De petites particules de poussière et des météorites qui frappent la surface de la planète et libèrent des molécules porteuses de calcium -processus dit "vaporisation"- font que peu de gaz qui se trouvent dans l'exosphère sont continuellement renouvelés |
| Vénus | gaz carbonique (CO2) 96.5%
azote (N2) 3.5%
autres éléments (en ppm): dioxyde de souffre (SO2) - 150; argon (Ar) - 70; eau (H2O) - 20; monoxyde de carbone (CO) - 17; hélium (He) - 12; néon (Ne) - 7 | 737° K (464° C) | 92 bars | 0.3-1.0 m/s | Vénus manquant d'un champ magnétique interne, elle a perdu son hydrogène, composant critique de l'eau et ses océans se sont évaporés au cours des 600 premiers millions d'années de l'existence de la planète; l'atmosphère est devenue épaisse et composée de CO2, molécule lourde que le vent solaire a eu plus de mal à éroder. L'effet de serre naturel qui existait sur Vénus s'est développé de façon incontrôlée |
| Terre | azote (N2) 78.084%
oxygène (O2) 20.946%
la proportion d'eau varie beaucoup; habituellement 1%
autres éléments (en ppm): argon (Ar) - 9340; gaz carbonique (CO2) - 350; néon (Ne) - 18.18; hélium (He) - 5.24; (?) CH4 - 1.7; krypton (Kr) - 1.14; hydrogène (H2) - 0.55 | 288° K (15°.C) | 1014 mb | 0-100 m/s | La première atmosphère terrestre, il y a 4,6 milliards d'années, fut d'abord une fine enveloppe d'hydgrogène et d'hélium et ce sont des évènements énergétiques du Soleil qui ont fait disparaître, en quelques 200 millions d'années, cette brume primordiale; la croûte terrestre se solidifiant, les volcans émirent une nouvelle atmosphère en remplissant l'air de CO2, d'eau et d'azote. Puis, au cours des milliards d'années suivants, les débuts de la vie bactérienne consommèrent ce C02 et redonnèrent du méthane et de l'oxygène. La Terre avait également développé un champ magnétique qui aida à la protection contre la radiation solaire et qui permit à l'atmosphère de se transformer en l'atmosphère d'oxygène et d'azote qu'on connaît de nos jours. L'effet de serre naturel que fournit l'atmosphère permet que la Terre bénéficie, en moyenne, d'une température de 30 degrés supérieure à celle qui règnerait en l'absence d'atmosphère; il se pourrait que l'atmosphère primitive de la Terre soit apparue dès 40 millions d'années après la création du système solaire et non 100 millions comme on le pensait. Cette atmosphère primitive était essentiellement composée d'azote. On a découvert, en 2014, que l'azote de l'atmosphère de Titan, le satellite de Saturne, trouve ses origines dans un lieu dont les conditions étaient similaires à celui des plus anciennes comètes du nuage d'Oort, ce qui signifie que les sources de l'azote de la Terre et de celui de Titan sont différentes. Quand la Lune traverse la "plasma sheet" de la magnétosphère de la Terre, un nombre significatif ions énergétiques d'azote, d'oxygène et de gaz rares, en provenance du Soleil, sont implantés à la surface de la régolithe lunaire (quelques dizaines de nanomètres de profondeur), ce qui laisse penser à la possibilité que l'atmosphère terrestre d'il y a des milliards d'années a pu être préservée sur la surface lunaire jusqu'à nos jours. Entre une et plusieurs centaines de tonnes de l'atmosphère terrestre sont perdues dans l'espace chaque jour (l'énergie nécessitée par le processus provient des aurores boréales) |
| Lune | L'exosphère de la Lune s'étend jusqu'&agave; quelques centaines de kilomètres au-dessus de la surface. L'éxosphère de la Lune est composé d'hélium, de néon et d'argon (on parle d'"exosphère" pour l'atmosphère de la Lune car elle est très fine et ses atomes entrent rarement en collision les uns avec les autres)
Others (ppm): na | - | - | - | l'exosphère de la Lune s'étend jusqu'&agave; quelques centaines de kilomètres au-dessus de la surface; l'essentiel de l'exosphère de la Lune provient du vent solaire dont les particules impactent la surface (mais seuls l'hélium, le néon et l'argon sont suffisamment légers pour quitter la surface alors que les autres éléments y restent indéfiniment). L'exosphère lunaire est essentiellement constituée d'hélium, d'argon et de néon. Leur abondance respective dépend de l'heure du jour lunaire: l'argon atteint son maximum au lever du Soleil, le néon à 4h du "matin" et l'hélium à 1h après "minuit". Certains de ces gaz proviennent aussi des roches lunaires: l'argon-40 provient de la radioactivité du potassium-40 (qui se trouve dans les roches de toutes les planètes telluriques, témoins de leur formation); l'argon-49 crée un renflement inhabituel au-dessus de la région de la mer des Pluies et l'océan des Tempêtes, ce qui pourrait laisser penser à des concentrations souterraines relâchées par du dégazage produit par les marées gravitationnelles. Près de 20% de l'hélium provient de la Lune même, très vraisemblablement le résultat de la radioactivité du thorium et de l'uranium qui se trouvent dans les roches lunaires. La lumière solaire ionise aussi une partie de l'exosphère de la Lune et donne une ionosphère (laquelle est 1 million de fois plus faible que celle de la Terre) |
| Mars |
gaz carbonique (CO2) 95.32%
azote (N2) 2.7%
argon (Ar) 1.6%
oxygène (O2) 0.13%
monoxyde de carbone (CO) 0.08%
autres éléments (en ppm): eau (H2O) - 210; oxyde d'azote (NO) - 100; néon (Ne) - 2.5; hydrogène, deutérium et oxygène (HDO) - 0.85; krypton (Kr) - 0.3; xénon (Xe) - 0.08 | 210° K (-63° C) | 6.36 mb (variable, de 4.0 to 8.7 mb selon la saison) | 2-7 m/s (en été), 5-10 m/s (en automne), 17-30 m/s (tempête martienne) | Mars a perdu son atmosphère lorsqu'elle a perdu son champ magnétique global et dans un processus graduel qui a duré pendant une durée importante. On trouve dans l'atmosphère de mars de l'ozone et des particules de poussière et de glace. Sur Mars, l'ozone est facilement détruite par les dérivés qui proviennent de la dissociation de la vapeur d'eau par le rayonnement ultraviolet du Soleil. De ténues "couronnes" d'oxygène, d'hydrogène et de carbone font partie de l'atmosphère martienne et une couche d'ozone, hautement variable, se trouve en-dessous. Les couronnes de l'hydrogène et de l'oxygène se trouve aux limites extérieures de l'atmosphère; dans cette région, les atomes qui faisaient partie du CO2 ou des molécules d'eau (près de la surface) peuvent s'échapper dans l'espace. Le vent solaire fait s'échapper l'atmosphère de Mars au taux d'aux alentours de 100 grammes (1/4 de livre) par seconde. Les preuves géologiques ont mené à ce qu'on pense que Mars, dans le passé, possédait une épaisse atmosphère de CO2. Une étude de 2015 pense, qu'il y a 3,8 milliards d'années, Mars, au contraire, pourrait avoir possédé une atmosphère modérément dense. La transition vers l'atmosphère actuelle se serait faite selon deux mécanismes possibles en termes d'élimination du CO2 en excès: soit le CO2 se serait incorporé dans les minéraux des roches (les carbonates) -mais on n'a pas trouvé suffisamment de carbonates dans les roches martiennes; soit il s'est volatilisé dans l'espace via le processus dit, en anglais, "sputtering" -mais le rapport carbone 12 à 13 ne correspond pas. Cependant un mécanisme aurait pu contribuer, de façon significative, à l'excès de carbone 13: lorsque la lumière ultraviolette du Soleil frappe une molécule de CO2 dans la haute atmosphère, elle la dissocie en du monoxyde de carbone et de l'oxygène; puis quand elle frappe le monoxyde de carbone, elle le dissocie encore en carbone et en oxygène -tout ce processus s'appelant "photo-dissociation par l'ultraviolet"; or, le carbone 12 est beaucoup plus prône à s'échapper de l'atmosphère martienne que le carbone 13. Cette étude conforte donce la théorie de la perte de l'atmosphère martienne dans l'espace. La perte des ions de Mars s'est accrue pendant les périodes d'extrême activité solaire, ce qui laisse penser que le jeune Soleil, il y a des milliards d'années, était plus actif. Les récentes découvertes des rovers martiens de la NASA montrent qu'il y aurait eu plus d'oxygène dans l'atmosphère de Mars; si on y ajoute la preuve que d'anciens lacs ont existé, on pourrait alors penser que Mars fut, à un moment, semblable à la Terre. Sur Terre, les mêmes preuves géologiques sont la preuve d'un changement majeur dans la composition de l'atmosphère lorsque celle-ci est devenue majoritairement composée d'oxygène. Il semble qu'à Mars aussi, l'atmosphère se soit accrue en oxygène puis que ce dernier aurait décru jusqu'à nos jours. Ce qui, sur Mars, a résulté de la perte du bouclier protecteur de la magnétosphère: le rayonnement solaire ionisant a alors commencé de séparer les molécules d'eau en hydrogène et en oxygène et seuls les plus lourds des atomes d'oxygène sont restés pour cause de la faible gravité martienne. La plus grande partie de cet oxygène s'est fixé dans les roches, donnant cette poussière de couleur rouille qui couvre actuellement la surface. Les tempêtes régionales jouent un rôle pour ce qui est de la perte d'hydrogène par la haute atmosphère martienne: il y a accroissement de la vapeur d'eau au milieu de l'atmosphère (vers 50 à 100km (30-60 miles)). On pensait que la perte d'atmosphère se produisait à un rythme stable, les variations étant dues à des changements du vent solaire mais les données montrent en fait un schéma qui semble plus lié aux saisons martiennes -dont les tempêtes de poussière régionales- qu'à l'activité solaire |
| Pluton |
azote (N) 98%, avec un peu de méthane et de monoxyde de carbone | - | 10000 plus faible à la surface que sur Terre | - | l'azote de l'atmosphère de Pluto (sous la forme de gaz N2) s'échappe à un taux estimé de centaines de tonnes/h. Le ré-apport d'azote provient vraisemblablement de la chaleur et de l'activité géologique interne, ainsi Pluton pourrait fabriquer de l'azote des roches et le transporter à la surface |
Données sur les atmosphères des planètes du système solaire
