火星上的气氛丧失


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如果火星上的大气层曾经厚得多,那它怎么会消失呢?是由于与太阳风的相互作用,行星的体积小,两者兼而有之,以及达到当前厚度大约需要多长时间?

Answers:


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火星大气层的损失主要归因于其质量。地球仍然具有由较轻元素构成的大气的原因是,质量越大,逃逸速度就越大,逃逸速度就是原子的动能克服其星球的重力势能的速度。

大多数气体的速度分布可以用麦克斯韦-玻尔兹曼分布来描述。

麦克斯韦-波尔兹曼

该曲线表示在给定温度下以给定速度找到粒子的概率。保持温度恒定,上图说明了较轻的分子以较高的速度被发现的概率更高。 其中是粒子的能量,在不存在的引力场(有关如何包含引力项的信息,请参见本讲座)。ϵp2

P(ϵ)=2πkBT(ϵkBT)1/2exp(ϵkBT)
ϵp22

随着时间的推移,较轻的气体比重的气体更经常超过逃逸速度。这就是为什么较大的行星如木星和土星仍然具有氢和氦为主的大气层的原因。

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