Atmosphère (astronomie)
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{{Voir homonymes|Atmosphère}}
[[Image:Solar system.jpg|thumb|right|350px|Le système solaire.]]
Le mot '''atmosphère''' (du [[grec]] ἀτμός, vapeur, air, et σφαῖρα, [[sphère]]). Au sens large, il désigne l'enveloppe externe d'une planète ou d'une étoile et qui est constituée principalement de [[gaz]] neutres et d'[[ion]]s (ou [[Physique des plasmas|plasma]]). À première vue, cela semble simple. Les gaz, toutefois, ne se comportent pas comme un liquide ou un morceau de roche dont on peut déterminer la surface de séparation avec le milieu ambiant: il est, en effet, impossible d'indiquer l'endroit précis où finit l''''atmosphère''' et où commence l'espace interplanétaire. Dès qu'ils ne sont plus retenus par la [[gravitation]], les gaz "s'échappent" vers l'espace, fuyant en permanence le corps céleste. La [[Terre]], [[Vénus (planète)|Vénus]], [[mars (planète)|Mars]], [[(134340) Pluton|Pluton]] et trois satellites de géantes gazeuses ([[Titan (lune)|Titan]], [[Encelade (lune)|Encelade]] et [[Triton (lune)|Triton]]) ont aussi une atmosphère qui enveloppe leur surface. De plus, les géantes gazeuses ([[Jupiter (planète)|Jupiter]], [[Saturne (planète)|Saturne]], [[Uranus (planète)|Uranus]], et [[Neptune (planète)|Neptune]]) sont principalement composées de gaz. D'autres corps célestes du système solaire tels que la [[Lune]] ([[sodium]]), [[Mercure (planète)|Mercure]] (sodium), [[Europe (lune)|Europe]] ([[oxygène]]) et [[Io (lune)|Io]] ([[soufre]]) possèdent une très fine atmosphère. La [[planète naine]] [[(134340) Pluton|Pluton]] est aussi dotée d'une enveloppe gazeuse lorsqu'elle est au plus près du Soleil, mais ces gaz sont solidifiés sur la plus grande partie de son orbite.
== [[Atmosphère normalisée]] ==
Cet article traite de l''''atmosphère normalisée'''. La [[température]] et la [[pression atmosphérique|pression]] varient d'un point à l'autre de l'astre, planète ou satélite, et en fonction de sa [[météorologie]] . Or, ces valeurs ont une grande importance dans de nombreux processus [[chimie|chimiques]] et [[physique]]s, notamment en ce qui concerne les mesures. Il faut donc définir des « conditions normales de température et de pression » (CNTP), le terme « normal » renvoyant à « [[norme]] » (valeur arbitraire de référence acceptée par consensus), et non pas « habituel ». On parle aussi de « température et pression normales » (TPN). De nombreuses valeurs sont données pour ces conditions.
On parle aussi de « conditions ambiantes ». Le terme « ambiant » est ambigu, puisque la température « habituelle » dépend du climat et de la saison. Il faut donc aussi définir la notion de « condition ambiante de température et de pression ».
Ceci amène à la définition plus générale d'« atmosphère normalisée ». En effet, la température et la pression de l'atmosphère varient en fonction de la position sur le globe, de l'altitude et du moment (saison, heure de la journée, conditions locales de [[météorologie]],…). Il est donc utile de définir des valeurs « normales » de pression et de température en fonction de l'altitude.
== [[formule du nivellement barométrique]] ==
La '''formule du nivellement barométrique''' décrit la répartition verticale des molécules de gaz dans l'atmosphère de la Terre, et donc la variation de la pression en fonction de l'altitude.
On parle ainsi d'un gradient de pression vertical, mais qui ne peut être décrit mathématiquement qu'en approximations, en raison de la dynamique du climat dans l'atmosphère inférieure.
Sur Terre, en première approximation, on peut supposer que près du niveau de la mer, la pression diminue d'un hectopascal quand l'altitude augmente de 8 mètres.
== Composition ==
La composition initiale de l'atmosphère d'une planète dépend des caractéristiques chimiques et de la température de la [[nébuleuse]] mère durant la formation du [[système solaire]]. Par la suite, la composition exacte de l'atmosphère d'une planète dépend de la chimie des gaz qui la composent et des apports de gaz par le [[volcan]]isme. Les interactions entre ces différents gaz dépendent quant à elles de la température et des types de radiations solaires atteignant la planète. Ainsi Mars et Vénus avaient probablement de l'eau, liquide ou sous forme de vapeur, mais la [[photolyse|photodissociation]] causée par les [[ultraviolet]]s l'a transformé en [[hydrogène]] et [[oxygène]]. Finalement, les gaz plus légers s'échappent, selon la [[masse]] et la [[température]] de la planète, ce qui donne une composition finale différente de l'une à l'autre planète :
* l'intense [[gravité]] de Jupiter lui a permis de retenir des éléments légers comme l'hydrogène et l'[[hélium]] en quantité importante, deux éléments pratiquement absents de la Terre ou de Mars ;
* la distance au Soleil détermine la température des gaz atmosphériques. Plus la température est élevée plus les gaz ont une énergie cinétique importante qui leur permet d'atteindre la [[vitesse de libération]]. Ainsi des corps célestes comme [[Titan (lune)|Titan]], Triton et Pluton ont pu retenir une atmosphère parce qu'ils sont des mondes très froids, même s'ils ont une faible gravité. Les températures basses permettent également de congeler les gaz dans la croûte ou les calottes polaires pour être relâchés lentement par [[Sublimation (physique)|sublimation]] plus tard.
L'atmosphère d'une planète est donc influencée par sa masse, sa distance au Soleil et les interactions de ses composants chimiques sur une période de plus de 4 milliards d'années. Mais ce n'est pas tout, le [[vent solaire]], formé de particules ionisées très énergétiques, arrache les éléments les plus légers par collision, effet diminué par l'existence d'un [[champ magnétique terrestre|champ magnétique planétaire]] susceptible de le dévier. Il en est ainsi pour la Terre contrairement à d'autres planètes comme Vénus qui n'en possèdent pas.
Enfin, la vie est un facteur important dans la composition de l'atmosphère. En introduisant des réactions chimiques qui n'existaient pas entre les gaz originels, la [[biosphère]] modifie la composition indépendamment des caractéristiques propres du corps céleste. Par exemple sur Terre, citons la production d'[[Dioxygène|O<sub>2</sub>]] par les [[plante|végétaux]] [[chlorophylle|chlorophylliens]], le ''recyclage'' de cet oxygène en {{CO2}} par les organismes vivants.
== Importance ==
Pour un [[géologie|géologue]], l'atmosphère est un agent évolutif essentiel à la [[géomorphologie|morphologie]] d'une planète. Le [[vent]] transporte des poussières qui érodent le [[relief]] et laissent des dépôts. Le [[gel]] et les précipitations, qui dépendent de la composition, façonnent également le relief. Pour le [[météorologue]], la composition de l'atmosphère détermine le [[climat]] et ses variations. Pour le [[biologiste]], la composition est intimement liée à l'apparition de la vie et à son évolution. La recherche de planètes hors de notre système solaire mènera à se demander si elles ont une atmosphère et quelle est sa composition.
== Histoire ==
Après la formation de la Terre, suite au [[dégazage]] des roches, le CO2 était beaucoup plus abondant qu'aujourd'hui permettant ainsi un effet de serre bien plus important. Cet effet a permis de maintenir une température moyenne proche de celle d'aujourd'hui (~ 15 °C). Au fur et à mesure, l'intensité du soleil a augmenté et le niveau de CO2 a diminué à cause du cycle du carbone qui a transformé la plupart du gaz sous forme de roches carbonatées. A l'heure actuelle on trouve uniquement des traces de CO2 dans l'air. Par ailleurs, le développement intense de la vie sur Terre (il y a environs 2 milliards d'années) a favorisé l'augmentation du dioxygène dans l'atmosphère grâce à la photosynthèse des plantes. Le [[cycle du carbone]] et le développement de la vie explique que notre atmosphère actuelle est composée principalement de diazote N2 et de dioxygène O2.
== Voir aussi ==
* [[:en:Atmosphere of Mercury|(en) Atmosphère de Mercure]]
* [[:en:Atmosphere of Venus|(en) Atmosphère de Vénus]]
* [[:en:Atmosphere of the Moon|(en) Atmosphère de la Lune ]]
* [[:en:Atmosphere of Mars|(en) Atmosphère de Mars ]]
* [[:en:Atmosphere of Europa|(en) Atmosphère de Europe]]
* [[:en:Atmosphere of Titan|(en) Atmosphère de Titan]]
* [[:en:Atmosphere of Uranus|(en) Atmosphère de Uranus]]
* [[:en:Atmosphere of Triton|(en) Atmosphère de Triton ]]
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=== Liens internes ===
* [[Atmosphère de la Terre]]
* [[Encelade (lune)#« Atmosphère »|Atmosphère de Encelade]]
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