12 Chapter 12 – Why do some planets have atmospheres?

OpenStax Astronomy Chapter 8 (Earth) & Chapter 10 (Venus & Mars)

Origin of Atmospheres

Section 8.3 

I.                                                                           Atmospheres

A. Formed in the                                                                                       disk

B. Made primarily of                                                 gases:                                                                                                

C.                                                                                  still have                                                            atmospheres

D. All the                                                                          planets                                       primary atmospheres

E. Terrestrial planets                                                                                                                  light gases because:

1. Young planet was                                         

a. Hot gas molecules move                                      and reach                                                                       (speed needed to escape gravity of planet)

2. Planet has                                                                                   and                                                                          

a. Easier for molecules to                                              gravity

F. A                                                                           planet is                                 able to keep                                  gases in its atmosphere

II.                                                                       Atmospheres

A. Acquired                                                  primary atmosphere was                                          

B.                                             of Secondary Atmosphere:

1.                                                              brought                                              gases to                                                 

a. Minerals containing                                                                                         (CO2) collected in interior as planet formed, volcanoes melt rock and release gases into air

2. Impacts of                                                                                                    on the planet brought water and volatiles, like                                                                                               , from outer Solar System

Current Atmospheres

Section 8.3, Section 10.3 & Section 10.5

III.                                                                 Atmospheres

A. Mercury and Moon:                                                                                                  , lost                                                          atmosphere too

1.                                                   : too                            and too                            (near Sun)

2.                                               : even smaller, less                                                   and all molecules can escape

Why doesn’t the Moon have an atmosphere?

 

A. No comets have collided with the Moon
B. The Moon has no life
C. The Moon never had any volcanism
D. The Moon has low gravity

 

B. Earth: mostly                                                                                               

1. Gas molecules in secondary atmosphere changed by                                                         light from Sun to get                                                 

a. Example: Ammonia (NH3) breaks down to H and N, H escapes, N stays

2.                                                            from                                                  life

C. Venus and Mars: Still mostly                                                                                 from extensive volcanism

The Greenhouse Effect

Section 8.4 

IV.                                                                                       

A. Planet’s surface temperature is based on                                                                               between:

1. Amount of energy                                                  from                                      in                                           light (heat gained)

2. Amount of energy                                                                                       by                                                  (heat lost)

B. But, this balance suggests Earth and Venus                                            be much                                                       

1. Earth is about                                        warmer than                                           , should be frozen

2. Venus is                                                  of degrees hotter

V. Atmospheric                                                                                                       

A. Gases in atmosphere, especially                                                                                                                                                heat,                                                                    cooling to space

B.                                                                                                   heat in                                                      then heats the                                                 

1.                                               CO2 and water in atmosphere, the                                           the surface

C.                                                      has a                                                          greenhouse effect,                              water vapor and CO2 in atmosphere to trap heat

1. Early Venus:                                         than Earth, so water                                                 from surface into atmosphere

2. Early Earth: Water is mostly                                           and CO2 went in                                 and life, not atmosphere

D. Heating from greenhouse effect is                                                           as humans add more                                       to Earth’s atmosphere

If it were not for the greenhouse effect on Earth:

A. There would be no liquid water

B. Life as we know it would not have developed

C. It would be much colder

D. All of the above

Surface Conditions on Venus

Section 10.2 & Section 10.3

VI.                                                                                                      

A. Hot,                                                    ,                                                   , and mostly CO2

B. Covered in                                                                                             clouds

VII.                                                                                                    conditions

A. Daytime:                                     ,                                                                                                   sky

B. Very                                                                                                       (weight of air above surface)

C. Lots of                                                                               gas from volcanoes

D. Temperature about                                                               because of greenhouse effect

E.                                                   temperature over                                     planet even at                                           

1.                                                                                  at surface because planet                                                   very                                     

2.                                                       atmosphere acts like convection                                                        

F.                                                                                      because axis is                                                                                    

 

Venus’s surface temperature is about the same everywhere all the time because:

A. Venus rotates very rapidly, which causes strong winds

B. Venus is covered by a thick cloud layer that absorbs most of the sunlight that falls on it

C. The carbon dioxide in Venus’s atmosphere emits infrared radiation

D. The thick atmosphere and slow winds allow for convection to slowly circulate the heat

 

Surface Conditions on Mars

Section 10.4 & Section 10.5

VIII.                                                                                                                  

A.                                      and                                            because of less gravity

B.                                                                          

1. No ozone (O3) to                                                        from dangerous                                                                           

IX.                                                           conditions

A.                                                          due to                                         (oxidation) of iron minerals

B.                                              surface pressure, thin air

C.                                                daily                                                                                                       due to thin atmosphere

D.                                        axis and extreme                                                            

E. Temperature variations create                                                                             

1. Planet-covering                                                                     in spring

2. Turns sky from dark blue to                                              , because of dust in air

3. Changes look of                                                             , covering dark rocky areas

Humans cannot survive on the surface of Mars for long periods of time because:

A. There is not enough oxygen in the atmosphere

B. The range in temperature between day and night is too large

C. Too much ultraviolet radiation gets through the thin atmosphere

D. All of the above are valid reasons

 

Tutorial Activity – Atmospheres

“Elementary Astronomy Worksheet Handout 13: Terrestrial Geology, Atmospheres and Handout 14: Venus, Mars, Climate”(modified by Kaisa E. Young) by Catherine Whiting via OER Commons, licensed under CC BY 4.0, https://oercommons.org/courses/elementary-astronomy-worksheets


1. What are some ways secondary atmospheres are formed?

 

 


2. What does a planet need in order to hold onto an atmosphere?

 

 

3. Suppose another star system has a rocky terrestrial planet that is half the size of Earth, 1/5 the mass, and at the same distance from its star, which is similar to our Sun. Would you expect it to have an atmosphere?

 

 

4. Mars is about half the size and about 1/10th the mass of the Earth.

(a) What is the atmosphere of Mars like?

 

 

 

(b) Why do you think Mars lost most of its secondary atmosphere?

 

 

5. Venus and the Earth are almost identical in size, so we should expect them to have similar geologies and atmospheres. However, Venus is located closer to the Sun than Earth.

(a) What is the atmosphere of Venus like?

 

 

 

 

(b) Why is Venus’ atmosphere so different from Earth?

 

 

 

 

6. (a)What is the greenhouse effect?

 

 

 

 

(b) What gasses are the main greenhouse gasses?

 

 

 

(c) What type of light (visible, infrared, or UV) is absorbed by greenhouse gasses in the atmosphere? Where does the heat energy from that light go (space, atmosphere, surface)?

 

 

 

(d) What is the effect of adding more greenhouse gasses into an atmosphere?



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Astronomy of the Solar System Copyright © 2024 by Kaisa Young is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License, except where otherwise noted.

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