Mất bầu khí quyển trên sao Hỏa

Nếu bầu khí quyển trên Sao Hỏa dày hơn một lần, làm thế nào nó có khả năng bị mất? Có phải là do tương tác với gió mặt trời, kích thước nhỏ của hành tinh, hoặc cả hai thứ khác, và mất bao lâu để đạt được độ dày hiện tại?

atmosphere mars

— Becky Ericson
nguồn

Sự mất mát của bầu khí quyển sao Hỏa có thể chủ yếu là do khối lượng của nó. Lý do tại sao Trái đất vẫn có một bầu khí quyển được tạo thành từ các nguyên tố nhẹ hơn là bởi vì khối lượng lớn hơn có vận tốc thoát lớn hơn , đó là tốc độ mà động năng của một nguyên tử vượt qua năng lượng hấp dẫn của hành tinh.

Sự phân bố tốc độ của hầu hết các khí có thể được mô tả bằng phân phối Maxwell của Boltzmann .

Maxwell-Boltzmann

Đường cong này biểu thị xác suất tìm thấy hạt với tốc độ cho trước ở một nhiệt độ nhất định. Giữ nhiệt độ không đổi, biểu đồ trên minh họa rằng các phân tử nhẹ hơn sẽ có xác suất cao hơn được tìm thấy với tốc độ cao hơn.

P (ε) = = \frac{2}{\sqrt{π} k_{B} T} {(\frac{ε}{k_{B} T})}^{1 / 2} điểm kinh nghiệm - (\frac{ε}{k_{B} T})

$P(\epsilon) = \frac{2}{\sqrt{\pi}k_{B}T} \left( \frac{\epsilon}{k_{B}T} \right)^{1/2} \exp{-\left(\frac{\epsilon}{k_{B}T}\right)}$

ϵ

$\epsilon$

\frac{p^{2}}{2 m}

$\frac{p^{2}}{2m}$

Được tích hợp theo thời gian, các khí nhẹ hơn có xu hướng vượt quá tốc độ thoát thường xuyên hơn so với các đối tác nặng hơn của chúng. Đây là lý do tại sao các hành tinh lớn hơn như Sao Mộc và Sao Thổ vẫn có bầu khí quyển thống trị bởi hydro và helium.

— chiêm tinh
nguồn