Einfžhrung i n die Astrophysik Teil 1

338 KAPITEL 6. PLANETEN
6.5.2 Die Atmosphären der Planeten.
Wir betrachten nun die Chemie der Planeten und ihrer Monde etwas genauer. Wir beginnen dabei mit
der Erde und vergleichen diese dann mit Mars und Venus.
• FORMELN (DIE ZUSAMMENSETZUNG DER ATMOSPHÄRE)
Die folgende Tabelle gibt eine Liste der Bestandteile der neutralen Atmosphäre unterhalb von 80km ohne den Wasserdampf,
da dieser stark veränderlich ist.
Name Elem Konz. [c]
Stickstoff N2 7.809 · 10 −1
Sauerstoff O2 2.095 · 10 −1
Argon Ar 9.3 · 10 −3
Kohlendioxid CO2 (2 − 4) · 10 −4
Neon Ne 1.8 · 10 −5
Helium He 5.2 · 10 −6
Methan CH4 (1.2 − 1.5) · 10 −6
Krypton Kr 1.1 · 10 −6
Wasserstoff H2 (0.4 − 1.0) · 10 −6
Distickstoffoxid N2O (2.5 − 6.0) · 10 −7
Name Elem Konz. [c]
Kohlenmonoxid CO (0.1 − 2.0) · 10 −7
Xenon Xe 8.6 · 10 −8
Ozon O3 (0 − 5) · 10 −8
Ammoniak NH3 (0 − 2) · 10 −8
Schwefeldioxid SO2 (0 − 2) · 10 −8
Dihydrogensulfid H2S (0.2 − 2) · 10 −8
Formaldehyd CH2O (0 − 1) · 10 −8
Stickstoffdioxid NO2 (0 − 3) · 10 −9
Chlor Cl2 (0.3 − 1.5) · 10 −9
Jod J2 (0.4 − 4) · 10 −11
Die rel. Volumenkonzentration [c] ist bezogen auf Meeresniveau. Das Edelgas Argon (und nicht Helium) ist das dritthäufigste
Element der Atmosphäre.
Die inneren Planeten sind fest, die äusseren (ab Jupiter) gasförmig und bestehen fast noch aus dem
Urmaterial des Sonnensystems (H, He).
Von den inneren Planeten haben (ebenso wie der Mond) Merkur und Mars ihre Atmosphären verloren,
was dennoch da ist (Mars: 95% CO2, 2.7% N2, 1.6% Ar,O2, H2O) gast noch aus. Bei Merkur gibt es
an den Polen evtl. Eis (H2O). Ausgebildete Gasatmosphären gibt es bei Erde und Venus. Die Oberflächentemperatur
der Erde beträgt dabei etwa 300 K, die der Venus jedoch 750 K. Der Grund dafür
ist, daß die Atmosphäre der Venus zu 96% aus CO2 besteht. (Treibhauseffekt). Die Albedo wird wesentlich
bestimmt durch das Vorkommen dichter, wolkenreicher Atmosphären. Die Erde ist im Mittel
etwa zur Hälfte mit Wolken bedeckt.
Die äusseren Planeten ab Jupiter haben keine feste Oberfläche und bestehen i. w. aus dem kosmischen
Ursprungsmaterial wie die Sonne: H2 und He. Die größten Monde erreichen dagegen die Dimensionen
von Merkur und Mars.
1. Merkur (kein Mond) d = 0.39 AE
hat keine Atmosphäre, für den Druck findet man nur P = 10 −12 atm. Über Gase ist nichts
bekannt.
2. Venus (kein Mond) d = 0.72 AE
dagegen hat als Hauptbestandteile CO2 und N2. CO2 ist infrarot aktiv, also gibt es einen extremen
Treibhauseffekt. Der Druck ist 90 atm.
3. Die Erde (1 Mond) d = 1 AE
hat als Hauptbestandteile die infrarot inaktiven Gase N2 und O2. Wichtige Moleküle für den
Treibhauseffekt in der Atmosphäre der Erde sind: H2O, CO2 und CO. Der Temperaturanstieg
der Erderwärmung beträgt seit 1900 etwa 1
2 Grad.
4. Mars (2 kleine Monde) d = 1.52 AE
hat keine nennenswerte Atmosphäre, für den Druck findet man nur P = 6 · 10 −3 atm mit den
Gasen CO2, N2, Ar.