Втрата атмосфери на Марсі

Якщо атмосфера на Марсі колись була набагато густішою, то як вона, ймовірно, загубилася? Це було пов'язано з взаємодією із сонячним вітром, малим розміром планети, або обома, або чимось іншим, і приблизно, скільки часу знадобилося, щоб досягти своєї товщини току?

Втрати марсіанської атмосфери можна в основному віднести до її маси. Причина, чому Земля все ще має атмосферу з легших елементів, полягає в тому, що при більшій масі збільшується швидкість втечі , яка є швидкістю, з якою кінетична енергія атома долає гравітаційну потенційну енергію своєї планети.

Розподіл швидкостей більшості газів можна описати розподілом Максвелла – Больцмана .

Ця крива представляє ймовірність знаходження частинки із заданою швидкістю при заданій температурі. Зберігаючи постійну температуру, наведений вище графік ілюструє, що більш легкі молекули матимуть більші ймовірності виявлення з більшою швидкістю. де - енергія частинки, за відсутності гравітаційне поле (див. цю лекцію для інформації про те, як включити гравітаційний термін).

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

З часом інтегровані більш легкі гази частіше перевищують швидкість виходу, ніж їх більш важкі аналоги. Ось чому більші планети, такі як Юпітер та Сатурн, все ще мають атмосферу, в якій переважають водень та гелій.