สูญเสียบรรยากาศบนดาวอังคาร

หากบรรยากาศบนดาวอังคารหนากว่าเดิมอีกครั้งมันจะหายไปได้อย่างไร มันเป็นเพราะการมีปฏิสัมพันธ์กับลมสุริยะขนาดเล็กของดาวเคราะห์ทั้งสองหรืออย่างอื่นและมันใช้เวลานานเท่าไหร่ถึงความหนาในปัจจุบัน?

atmosphere mars

— Becky Ericson
แหล่งที่มา

การสูญเสียชั้นบรรยากาศของดาวอังคารนั้นส่วนใหญ่มาจากมวลของมัน เหตุผลที่โลกยังคงมีชั้นบรรยากาศที่ประกอบด้วยองค์ประกอบที่เบากว่าเนื่องจากมวลที่มากขึ้นจะมาพร้อมกับความเร็วการหลบหนีที่มากขึ้นซึ่งเป็นความเร็วที่พลังงานจลน์ของอะตอมเอาชนะพลังงานศักย์โน้มถ่วงของโลก

การกระจายตัวของความเร็วของก๊าซส่วนใหญ่สามารถอธิบายโดยการกระจาย Maxwell-Boltzmann

Maxwell-Boltzmann

เส้นโค้งนี้แสดงถึงความน่าจะเป็นในการค้นหาอนุภาคด้วยความเร็วที่กำหนดที่อุณหภูมิที่กำหนด ค่าอุณหภูมิคงที่กราฟด้านบนแสดงให้เห็นว่าโมเลกุลที่มีน้ำหนักเบาจะมีความน่าจะเป็นสูงที่จะพบกับความเร็วที่สูงขึ้น โดยที่เป็นพลังงานของอนุภาคในกรณีที่ไม่มี สนามแรงโน้มถ่วง (ดูที่การบรรยายนี้สำหรับข้อมูลเกี่ยวกับวิธีรวมศัพท์แรงดึงดูด)

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

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

เมื่อเวลาผ่านไปก๊าซที่มีน้ำหนักเบากว่ามักจะมีความเร็วในการหลบหนีมากกว่าพวกที่หนักกว่า นี่คือเหตุผลว่าทำไมดาวเคราะห์ขนาดใหญ่เช่นดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ยังคงมีชั้นบรรยากาศที่ครอบงำโดยไฮโดรเจนและฮีเลียม

— Astromax
แหล่งที่มา