Как толстая атмосфера Венеры выдерживает солнечный ветер?

Традиционное объяснение скалистых внутренних планет и больших газообразных внешних планет состоит в том, что внешние планеты находятся дальше от Солнца и, следовательно, могут удерживать большие атмосферы, которые не разрушаются солнечным ветром.

Итак, давайте посмотрим на Венеру. На 30% ближе к Солнцу и имеет гораздо более слабое магнитное поле, чем Земля. Таким образом, мы ожидали бы гораздо меньше атмосферы, если бы она вообще была. Но атмосфера Венеры в 92 раза толще нашей. Как?

Теперь я знаю, что атмосфера Венеры на 96% состоит из углекислого газа, который тяжелее, чем O2 или N2, поэтому он немного более «устойчив» к солнечному ветру. Но, честно говоря, я не понимаю, как этого достаточно. Молекулярная масса CO2 по сравнению с O2 в 44/32 = тяжелее в 1,375 раза. Но опять же, Венера на 30% ближе к Солнцу и имеет чрезвычайно слабое магнитное поле. Давайте также не будем забывать , насколько чертовски горяча Венера, а это означает, что ее молекулы воздуха подпрыгивают намного сильнее, что облегчает проникновение частиц солнечного ветра и выбрасывание этого CO2 в космос.

Не забудем и Марс, у которого тоже 96% атмосферы СО2 (очень интересно, почему они оба 96%). Но атмосфера Марса очень тонкая, всего несколько сотен паскалей. Если солнечный ветер может сделать это на всем пути до Марса, который в 2,1 раза дальше, чем Венера... тогда что Венера делает со всем этим воздухом?

Я пытался обдумать некоторые вещи , которые отличают Венеру от Земли или Марса: Венера вращается очень медленно. Венера вращается в противоположном направлении. Венера не имеет спутника(ей). На Венере нет ни воды, ни тектонической, ни вулканической активности, ни людей. Я не понимаю, как что -либо из этого поможет удержать его атмосферу от солнечного ветра.

(Любая шутка о вымершем венерианском народе, глупо использующем углеродное топливо, отсюда безудержный парниковый эффект, 96% CO2 и приготовленная планета, будет встречена со скептицизмом.)

У него больше масса, следовательно, больше гравитация.
Хороший вопрос, тем более что у Ганимеда есть магнитное поле, но нет атмосферы, а у Титана есть плотная атмосфера, но нет магнитного поля. Но каждый из них гораздо менее существенен, чем марсианский.
@gerrit Венера имеет меньшую массу, чем Земля. Поверхностная гравитация на Венере составляет около 90% от земной.
@LocalFluff Хорошо, я даже не думал об этих двух, хотя знаю, что слышал об этом раньше. Интересно сравнить внешние планеты с внутренними планетами, потому что, согласно традиционному объяснению, все эти спутники внешних планет также могут легко накапливать атмосферы.
Вы не имеете в виду "встретили скептицизмом"? :)
Примечание: я думаю, что на Венере действительно есть вулканическая активность...

Ответы (2)

Масса Марса настолько мала, а его магнитное поле настолько слабое, что он не может удерживать углерод в течение длительного периода времени, заставляя почти весь его улетучиваться.

Венера Земля и Марс
(Венера и Земля почти одинаковы по размерам, Марс намного меньше)

Венера на самом деле не пропускает так много своей атмосферы, единственное заметное исключение состоит в том, что все водородные соединения практически отсутствуют.

Почему атмосфера Венеры намного плотнее земной? Конечно, мы можем противостоять солнечному ветру даже лучше, чем Венера. И Венера, и Земля достаточно массивны и имеют значительные магнитные поля, чтобы противостоять солнечному ветру и удерживать значительную атмосферу (Марс не может, он слишком мал, а магнитное поле слишком слабое). Так почему же разница?

Масса атмосферы Венеры 4,8 ⋅ 10 20 к грамм , или около 1,2 ⋅ 10 20 к грамм углерода, так как это в основном углекислый газ. Где весь этот углерод на Земле? Наша атмосфера содержит только 8.1 ⋅ 10 14 к грамм . В океанах также растворено много углерода, примерно 3,6 ⋅ 10 16 к грамм , но это все равно более чем на три порядка меньше. Добавляя весь уголь, нефть и т.д. мы все равно ниже 5 ⋅ 10 16 к грамм , поэтому венерианская цивилизация, сжигающая все свое ископаемое топливо, не может быть объяснением.

Где этот углерод на Земле?

Большая часть недостающего углерода на Земле содержится в известняке. Общее количество углерода в известняках земной коры составляет около 4 ⋅ 10 19 к грамм . Теперь мы говорим! Известняк составляет всего 10% осадочной породы, поэтому в земной коре, вероятно, гораздо больше углерода. Такие углеродосодержащие соединения выделяют углерод при высоких температурах, поэтому они уже разлагаются на Венере.

У Земли тоже плотная атмосфера, как у Венеры. Но в настоящее время он привязан к коре

Как бы странно это ни звучало, но более высокая температура Венеры является причиной плотной атмосферы.

Масса планеты не так важна, как ее индуцированная ионосфера, которая создает магнитный пузырь, аналогичный пузырю магнитосферы Земли. После ионизации частицы в верхних слоях атмосферы могут легко покинуть планету, поскольку скорость их захвата составляет несколько сотен км/с (т. е. намного больше планетарной скорости убегания).
@honeste_vivere Вы уверены, что магнитное поле Венеры важнее ее массы? Поле в 300 раз слабее земного. В любом случае спасибо, я могу немного отредактировать свой ответ.
Да, индуцированные ионосферные поля слабы, но, как вы знаете, гравитация на 40 порядков слабее электромагнитных сил. Скорость подхвата частицы, а именно скорость, до которой вновь ионизированная частица будет разгоняться конвективным электрическим полем солнечного ветра, намного выше, чем скорость убегания любой из планет нашей Солнечной системы (даже Юпитера). В отсутствие каких-либо экранирующих магнитных полей (т. е. полей магнитосферы) вновь ионизированная частица будет подхвачена солнечным ветром, отсюда и название подхватывающих ионов ...
Недавно группа миссии MAVEN опубликовала статью, в которой обсуждается, почему Марс потерял свою атмосферу, и они предполагают, что основной причиной был солнечный ветер, среди прочего, из-за эффектов захвата. Размер планеты также имеет значение на этом радиальном расстоянии, потому что гирорадиусы некоторых ионов захвата могут быть больше, чем у Марса. В то время как на Венере та же самая частица обычно будет иметь гораздо меньший гирорадиус из-за большего магнитного поля солнечного ветра...
@honeste_vivere Хорошо, это лучше объясняет, почему Земля и Венера имеют большую атмосферу, чем Марс, и это то, что я лишь кратко коснулся в своем ответе. Я собираюсь отредактировать часть информации как можно скорее. Спасибо за отзыв!
@Hohmannfan: Какова ваша точка зрения? Вы говорите о массе атмосферы, а вопрос о скорости потери массы. Плотная атмосфера должна еще легче просачиваться в космос (собственная гравитация атмосферы Венеры все еще незначительна по сравнению с массой планеты), поскольку она намного легче заполняет гравитацию и также легче достигает радиуса джинсов / звуковой точки. Таким образом, вопрос о том, как Венера сохранила свою атмосферу, остается открытым.

Это выглядит как хорошее чтение, если вы действительно заинтересованы в предмете, но простой ответ, кажется, заключается в том, что ионосфера Венеры достаточно сильна, чтобы в достаточной степени отклонять солнечный ветер без необходимости сильного магнитного поля. Хотя это не полностью защищает планету, Венера все же теряет часть своей атмосферы в космос.

Как известно, на Венере вулканов больше, чем на любой другой планете Солнечной системы. В 2020 году исследование показало, что некоторые из этих вулканов проявляют признаки активности. Могла ли вся эта вулканическая активность (прошлая и настоящая) возместить часть потерянной атмосферы?
Как толстая атмосфера Венеры выдерживает солнечный ветер?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v