Как марсианская вода уходит в космос?

Я прочитал эту новостную статью и удивляюсь, как марсианская вода уходит в космос. У Марса есть масса, и, следовательно, у него также есть гравитация, которая притягивает к себе объекты, как это делает Земля. Так как же вода может быть потеряна в космосе? Не притягивает ли Марс к себе водоем?

Само исследование (без бесплатного полного текста) sciencemag.org/content/early/2015/03/04/science.aaa3630 DOI: 10.1126/science.aaa3630; phys.org о статье: phys.org/news/2015-03-mars-earth-arctic-ocean.html
@AndrewThompson Водород и кислород имеют всю массу, и, следовательно, они будут притягиваться к Марсу / Земле и показывать, могут ли они быть потеряны в космосе?
Эндрю Томпсон, Земля теряет около 3 кг водорода в секунду и 50 граммов гелия в секунду; по данным SciAm 2009 «Дырявая атмосфера нашей планеты» ( полный текст ). SpringLearner, Они могут убежать, если их скорость больше 5,1 км/с (для Марса) или 11,2 км/с (для Земли). Скорость может создаваться высокой температурой и статистикой (некоторая часть атомов имеет более высокую скорость при фиксированной температуре), а также солнечным ветром.
@osgx, тогда когда-нибудь Земля будет планетой без водорода и фактически без воды
«тогда когда-нибудь Земля станет планетой без водорода и фактически без воды» . Да, но «когда-нибудь» может быть очень, очень далеко. По оценкам, которые я слышал, Марсу потребовалось около миллиарда лет, чтобы лишиться воды. Прежде чем Земля потеряет значительное количество собственной воды, Солнце расширится и поглотит ее, поэтому потеря некоторого количества воды не будет иметь значения. @osgx Спасибо за реальные цифры.
См . «Планетарная утечка воздуха », Дэвид К. Кэтлинг и Кевин Дж. Занле, журнал Scientific American, май 2009 г. (PDF).

Ответы (3)

УФ имеет тенденцию расщеплять H 2 O на водород и кислород, и водород легко теряется в космосе. Кислород более массивен и утекает в космос медленнее. Земля также теряет газ в космос, хотя и так медленно, что наша атмосфера не сильно изменится из-за этого эффекта до того, как Солнце нагреется достаточно, чтобы дать Земле безудержный парниковый эффект.

У Марса есть масса, и, следовательно, у него также есть гравитация, которая притягивает к себе объекты, как это делает Земля. Так как же вода может быть потеряна в космосе?

При любой конкретной температуре для группы молекул газа энергия состояния любой одной молекулы газа следует распределению Больцмана . Некоторые движутся очень медленно, большинство — со средней скоростью, а некоторые — очень быстро. Если те, кто движется очень быстро, движутся со скоростью, превышающей скорость убегания родительского тела, и не сталкиваются с чем-то еще, что их замедляет, они, вероятно, потеряются в космосе.

Кстати, у пылинки есть гравитационное поле, но вы не видите ни одной пылинки с атмосферой.

Будет ли достаточно на быстром конце распределения, чтобы привести к значительной утечке только тепловой энергии, или потребуется «удар» от солнечного ветра, как описано в другом ответе?
@AnthonyX Это будет зависеть от множества факторов, включая сырую температуру Солнца, расстояние планеты от Солнца, силу звездного ветра, массу и диаметр планеты. Это заслуживает отдельного вопроса, но вы хотели бы сузить его, указав планету и определив, что вы подразумеваете под «значительным».

Википедия в своей http://en.wikipedia.org/wiki/Mars_ocean_hypothesis говорит (я добавил ссылки на полные тексты статей):

Судьба океана

По мере охлаждения марсианского климата поверхность океана замерзала.

Итак, вода, возможно, мигрировала под поверхность или была « распылена » — частицы в верхних слоях атмосферы ударились солнечным ветром и получили достаточное ускорение, чтобы стартовать в космос (достигнуть космической скорости):

http://en.wikipedia.org/wiki/Атмосферный_побег

http://sz.ifsi-roma.inaf.it/hewg-serena2011/web/18-Rinaldi.pdf

Согласно The Planetary Air Leak (SciAm 2009) http://libserver.wlsh.tyc.edu.tw/sa/pdf.file/en/e088/e088p070.pdf (таблица на последней странице) Марс теряет водород тепловыми методами, и углерод, кислород, азот, аргон нетермическими методами: фотохимическим и напылением.

Прежде всего, посмотрите на эту картинку: фазовая диаграмма для воды . Любая вода на поверхности Марса была бы заморожена. Под действием солнечной радиации лед может подвергаться процессу сублимации .: прямой переход от льда к водяному пару (это можно увидеть в холодные зимние дни, когда солнце светит на снежный покров, который затем очень постепенно истончается). Конечно, Марс будет притягивать лед, а также молекулы водяного пара, образующиеся в результате сублимации. Однако, как указывает здесь Эндрю Томпсон, некоторые из этих молекул, скорость которых соответствует распределению Больцмана, улетают в космос. Поскольку приток солнечной радиации в Вт / м² на Марсе намного ниже, чем на Земле, процесс сублимации также будет медленнее. Но в конце концов это все равно произойдет: любая поверхностная вода, застывшая в лед, будет медленно сублимировать.

Как марсианская вода уходит в космос?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v