Atmosfera

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A pressão atmosférica é a força por unidade de área que é aplicada perpendicularmente numa superfície pelo gás circundante. É determinada pela força gravitacional planetária em combinação com a massa total de uma coluna de ar acima de um determinado local na superfície. As unidades de pressão atmosférica são baseados pela atmosfera padrão internacionalmente reconhecido (atm), que é definido como 101,325 Pa (ou 1 013 250 dinas por cm²).

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A gravidade de superfície, a força que segura uma atmosfera, difere significativamente conforme o planeta. Por exemplo, a imensa força gravitacional de Júpiter é capaz de reter gases leves tais como o hidrogênio e o hélio, na sua atmosfera, que normalmente escapam de objetos com pouca força gravitacional. A distância entre um corpo celestial e a sua estrela mais próxima determina a disponibilidade de energia ao gás atmosférico ao ponto onde o movimento térmico excede a velocidade de escape do planeta, a velocidade no qual as moléculas de gás supera a ação da força gravitacional. Assim, o distante Titã, Tritão e Plutão são capazes de reter suas atmosferas apesar da fraca força gravitacional. Exoplanetas, teoricamente, também podem reter tênues atmosferas.

A composição inicial da atmosfera de um corpo geralmente reflete a composição e a temperatura da nebulosa solar local durante a formação planetária e o subsequente escape dos gases interiores. Estas atmosferas originais sofrem uma evolução com o decorrer do tempo, sendo que a variedade dos planetas se reflete em muitas atmosferas diferentes. Por exemplo, as atmosferas de Vênus e Marte são compostas primariamente de dióxido de carbono, com pequenas quantidades de nitrogênio, argônio e oxigênio, além de traços de outros gases. A composição atmosférica terrestre reflete as atividades dos seres vivos. As baixas temperaturas e a alta gravidade dos planetas gasosos permitem a eles reter gases com baixas massas moleculares. Portanto, estes contêm hidrogênio e hélio e subsequentes compostos, formados pelos dois. Titã e Tritão, satélites de Saturno e Netuno, respectivamente, apresentam composições atmosféricas não desprezíveis, primariamente constituídas de nitrogênio. Plutão também apresenta uma atmosfera semelhante, mas esta se congela quanto o planeta-anão se afasta do Sol.

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A circulação da atmosfera ocorre devido às diferenças térmicas quando a convecção torna-se um transportador de calor mais eficiente do que a irradiação térmica. Em planetas onde a fonte primária de calor é a radiação solar, o excesso de calor nos trópicos é transportado para latitudes mais altas. Quando um planeta gera uma quantidade significativa de calor interno, como é o caso de Júpiter, a convecção na atmosfera pode transportar energia térmica desde o interior mais quente até a superfície.

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Do ponto de vista de um geólogo planetário, a atmosfera é um agente evolucionário essencial na morfologia de um planeta. O vento transporta poeira e outras partículas que degradam a superfície (erosão eólica). Precipitações atmosféricas, tais como a queda de gelo (neve, granizo, etc.) e chuva, que dependem da composição atmosférica, também influenciam o relevo. Mudanças climáticas podem influenciar a história geológica de um planeta. De modo oposto, o estudo da superfície de um planeta, principalmente a Terra, pode levar a um entendimento sobre a história da atmosfera e do clima no planeta. Para um meteorologista, a composição da atmosfera determina o clima e suas variações. Para um biólogo a composição atmosférica mantém uma íntima relação com o aparecimento da vida e de sua evolução.