Địa hóa học
Sự phong phú của các nguyên tố > Các hành tinh khổng lồ

Các hành tinh của Hệ Mặt Trời được chia thành hai nhóm: bốn hành tinh bên trong là hành tinh trên mặt đất s [[[Mercury (hành tinh)|Mercury]], Venus, Earth và [ [Mars]]), với kích thước tương đối nhỏ và bề mặt đá. Bốn hành tinh bên ngoài là hành tinh khổng lồ, bị chi phối bởi hydro và helium và có mật độ trung bình thấp hơn. Chúng có thể được chia nhỏ thành khổng lồ khí (Jupiter và Saturn) và khổng lồ băng s (Thiên vương và Hải vương) có lõi băng giá lớn.
Hầu hết thông tin trực tiếp của chúng tôi về thành phần của các hành tinh khổng lồ là từ quang phổ. Từ những năm 1930, Sao Mộc được biết là có chứa hydro, metan và amoni. Vào những năm 1960, interferometry đã tăng đáng kể độ phân giải và độ nhạy của phân tích quang phổ, cho phép xác định một tập hợp các phân tử lớn hơn nhiều bao gồm ethane, acetylene, nước và carbon monoxit. Tuy nhiên, quang phổ trên Trái Đất trở nên ngày càng khó khăn hơn với các hành tinh xa hơn, vì ánh sáng phản xạ của Mặt trời mờ hơn nhiều; và phân tích quang phổ ánh sáng từ các hành tinh chỉ có thể được sử dụng để phát hiện sự rung động của các phân tử, nằm trong dải tần số hồng ngoại. Điều này hạn chế sự phong phú của các yếu tố H, C và N.
Nguyên tử helium có các rung động trong phạm vi tia cực tím, được hấp thụ mạnh mẽ bởi bầu khí quyển của các hành tinh bên ngoài và Trái Đất. Do đó, mặc dù có rất nhiều, helium chỉ được phát hiện khi tàu vũ trụ được gửi đến các hành tinh bên ngoài, và sau đó chỉ gián tiếp thông qua sự biến dạng do va chạm trong các phân tử hydro. Thông tin thêm về Sao Mộc được lấy từ  Đầu dò Galileo ' khi nó được gửi vào khí quyển vào năm 1995; và nhiệm vụ cuối cùng của thăm dò Cassini vào năm 2017 là để vào bầu khí quyển của Sao Thổ. Trong bầu khí quyển của Sao Mộc, Người ta thấy rằng mình bị suy giảm bởi hệ số 2 so với thành phần mặt trời và Ne với hệ số 10, một kết quả đáng ngạc nhiên vì các loại khí cao quý khác và các nguyên tố C, N và S được tăng cường bởi các yếu tố 2 đến 4 (oxy cũng bị cạn kiệt nhưng điều này được quy cho vùng khô bất thường mà Galileo đã lấy mẫu).
Các phương pháp quang phổ chỉ xuyên qua bầu khí quyển của Sao Mộc và Sao Thổ đến độ sâu nơi áp suất bằng khoảng 1 bar, xấp xỉ áp suất khí quyển ở mực nước biển. Đầu dò Galileo thâm nhập tới 22 vạch. Đây là một phần nhỏ của hành tinh, dự kiến ​​sẽ đạt áp lực hơn 40 Mbar. Để hạn chế thành phần trong nội thất, các mô hình nhiệt động lực học được xây dựng bằng cách sử dụng thông tin về nhiệt độ từ phổ phát xạ hồng ngoại và phương trình trạng thái cho các chế phẩm có khả năng. Các thí nghiệm áp suất cao dự đoán rằng hydro sẽ là một chất lỏng kim loại trong phần bên trong Sao Mộc và Sao Thổ, trong khi ở Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương, nó vẫn ở trạng thái phân tử. Ước tính cũng phụ thuộc vào các mô hình cho sự hình thành của các hành tinh. Sự ngưng tụ của tinh vân tổng thống sẽ dẫn đến một hành tinh khí có cùng thành phần với Mặt trời, nhưng các hành tinh cũng có thể đã hình thành khi một lõi rắn thu được khí tinh vân.
Trong các mô hình hiện tại, bốn hành tinh khổng lồ có lõi đá và băng có kích thước gần bằng nhau, nhưng tỷ lệ hydro và heli giảm từ khoảng 300 khối lượng Trái Đất ở Sao Mộc xuống 75 ở Sao Thổ và chỉ một số ít ở Thiên vương tinh và Hải vương tinh. Do đó, trong khi những người khổng lồ khí chủ yếu bao gồm hydro và heli, thì những người khổng lồ băng chủ yếu bao gồm các nguyên tố nặng hơn (O, C, N, S), chủ yếu ở dạng nước, metan và amonia. Các bề mặt đủ lạnh để hydro phân tử ở dạng lỏng, vì vậy phần lớn mỗi hành tinh có khả năng là một đại dương hydro phủ lên một trong những hợp chất nặng hơn. Bên ngoài lõi, Sao Mộc có lớp phủ hydro kim loại lỏng và bầu khí quyển hydro và heli phân tử. Hydro kim loại không kết hợp tốt với helium và trong Sao Thổ, nó có thể tạo thành một lớp riêng biệt bên dưới hydro kim loại.