Атмосферные свойства более тяжелой землеподобной планеты

Я пытаюсь найти способы определить плотность и состав планеты, похожей на Землю. Ради «эксперимента» предположим, что планета идентична Земле во всех физических отношениях, за исключением того, что ее масса в 1,25 раза больше. Если состав атмосферы Земли состоит из 78 % азота, 21 % кислорода и остальных различных газов, каким был бы состав атмосферы, если бы планета была более массивной?

Давайте далее предположим, что планета сформировалась таким же образом и Луна появилась примерно таким же образом.

Что меня интересует, так это то, что эта разница приводит к тому, что гораздо более легкие элементы находятся в атмосфере из-за более высокой скорости убегания? И если да, то вызовет ли гравитация большее атмосферное давление?

(1) Нет, масса планеты не определяет состав ее атмосферы. Земля и Венера имеют примерно одинаковую массу, но очень разные атмосферы. И даже одна только Земля изначально имела совсем другую атмосферу; нынешний состав атмосферы — результат миллиардов лет биологической активности. Четыре миллиарда лет назад атмосфера Земли состояла в основном из азота и углекислого газа. (2) Наиболее важным фактором атмосферного давления является просто количество атмосферы на планете. Венера и Земля имеют одинаковую массу, но у Венеры намного больше атмосферы.
@AlexP спасибо, это более или менее то, что я ожидал увидеть в ответ. Из любопытства, знаете ли вы какие-нибудь программы, которые можно использовать для игры с атмосферной композицией?
Я согласен, что жизнь глубоко изменила бы планетарные газы. Кто-нибудь знает, является ли аргон на Марсе просто эффектом гораздо меньшего количества других газов или особенностью местных условий? Как насчет эффекта близости к солнцу, сдувающему газы? Будет ли больший Марс иметь больше газов, чем Земля (и, следовательно, быть потенциально холодным, но пригодным для жизни, или даже сохранять больше тепла и, возможно, быть теплее, чем сейчас)?

Ответы (2)

Возьмите Землю, Венеру и Марс.

Земля :

По объему сухой воздух содержит 78,09 % азота, 20,95 % кислорода, 0,93 % аргона, 0,04 % углекислого газа и небольшое количество других газов.

Венера :

Атмосфера Венеры — это газовый слой, окружающий Венеру. Он состоит в основном из углекислого газа и намного плотнее и горячее, чем у Земли. Температура на поверхности составляет 740 К (467 ° C, 872 ° F), а давление составляет 93 бара (1350 фунтов на квадратный дюйм).

Марс :

Он в основном состоит из двуокиси углерода (95,32%), молекулярного азота (2,6%) и аргона (1,9%). Он также содержит следовые количества водяного пара, кислорода, окиси углерода, водорода и других благородных газов. Атмосфера Марса намного тоньше земной. Среднее поверхностное давление составляет всего около 610 паскалей.

Поверхностная гравитация может иметь некоторое влияние на виды, находящиеся в атмосфере планеты, но это только один фактор. Жизнь на Земле, например, резко изменила состав своей атмосферы, введя весь кислород, которым мы дышим сегодня, и удалив большую часть углекислого газа.

введите описание изображения здесь

Как видно из диаграммы выше, при той же температуре поверхности чуть более массивная Земля могла бы начать удерживать некоторое количество гелия в своей потенциальной атмосфере.

Реальная атмосфера будет зависеть и от дополнительных локальных процессов, таких как наличие/отсутствие жизни, вулканизм и так далее.

Что касается первого вопроса, на атмосферу не будет влиять масса планеты, потому что вы можете видеть, что атмосфера Венеры намного плотнее земной.

Состав такой же, как у Земли, но масса другая. Конечно, есть и другие важные факторы, например, если жизнь когда-нибудь разовьется, и в этом случае атмосфера изменится и добавит кислорода или углерода в зависимости от типа организма.

Поскольку существует более высокая плотность, атмосферные газы будут уплотняться и становиться тяжелее из-за гравитационного эффекта, и будет более высокая плотность атмосферы.

Атмосферные свойства более тяжелой землеподобной планеты
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 1v