Atmosphärenverlust auf dem Mars

Wenn die Atmosphäre auf dem Mars einmal viel dicker war, wie war es wahrscheinlich verloren? Lag es an der Wechselwirkung mit dem Sonnenwind, der geringen Größe des Planeten oder an etwas anderem und ungefähr wie lange hat es gedauert, bis die aktuelle Dicke erreicht war?

Der Verlust der Marsatmosphäre ist vor allem auf ihre Masse zurückzuführen. Der Grund, warum die Erde immer noch eine Atmosphäre aus leichteren Elementen hat, ist, dass mit zunehmender Masse eine höhere Fluchtgeschwindigkeit einhergeht . Dies ist die Geschwindigkeit, mit der die kinetische Energie eines Atoms die potenzielle Gravitationsenergie seines Planeten überwindet.

Die Geschwindigkeitsverteilung der meisten Gase kann durch die Maxwell-Boltzmann-Verteilung beschrieben werden .

Diese Kurve repräsentiert die Wahrscheinlichkeit, ein Teilchen mit einer bestimmten Geschwindigkeit bei einer bestimmten Temperatur zu finden. Wenn die Temperatur konstant gehalten wird, zeigt die obige Tabelle, dass leichtere Moleküle mit höherer Wahrscheinlichkeit mit höherer Geschwindigkeit gefunden werden.

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

Die im Laufe der Zeit integrierten leichteren Gase neigen dazu, die Fluchtgeschwindigkeit häufiger zu überschreiten als ihre schwereren Gegenstücke. Aus diesem Grund haben die größeren Planeten wie Jupiter und Saturn immer noch eine Atmosphäre, die von Wasserstoff und Helium dominiert wird.