Потеря атмосферы на Марсе

Если когда-то атмосфера на Марсе была намного плотнее, как она могла быть потеряна? Было ли это из-за взаимодействия с солнечным ветром, небольшого размера планеты, или чего-то еще, и приблизительно, сколько времени потребовалось, чтобы достичь его текущей толщины?

Потеря марсианской атмосферы в основном объясняется ее массой. Причина, по которой Земля все еще имеет атмосферу, состоящую из более легких элементов, заключается в том, что чем больше масса, тем больше скорость побега , то есть скорость, с которой кинетическая энергия атома преодолевает гравитационную потенциальную энергию своей планеты.

Распределение скоростей большинства газов можно описать распределением Максвелла – Больцмана .

Эта кривая представляет вероятность обнаружения частицы с заданной скоростью при данной температуре. Поддерживая постоянную температуру, приведенная выше диаграмма иллюстрирует, что более легкие молекулы будут иметь более высокую вероятность обнаружения с более высокими скоростями. где - энергия частицы, в отсутствие гравитационное поле (см. эту лекцию для получения информации о том, как включить гравитационный термин).

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

Интегрированные во времени более легкие газы имеют тенденцию превышать скорость выхода чаще, чем их более тяжелые аналоги. Вот почему на больших планетах, таких как Юпитер и Сатурн, все еще есть атмосфера, в которой преобладают водород и гелий.