Perda de atmosfera em Marte

Se a atmosfera de Marte já foi muito mais espessa, como foi provavelmente perdida? Foi devido à interação com o vento solar, o pequeno tamanho do planeta, ambos, ou algo mais, e aproximadamente quanto tempo levou para atingir sua espessura atual?

A perda da atmosfera marciana pode ser atribuída principalmente à sua massa. A razão pela qual a Terra ainda tem uma atmosfera feita de elementos mais leves é porque, com massa maior, ocorre maior velocidade de escape , que é a velocidade com que a energia cinética de um átomo supera a energia potencial gravitacional de seu planeta.

A distribuição das velocidades da maioria dos gases pode ser descrita pela distribuição de Maxwell – Boltzmann .

Essa curva representa a probabilidade de encontrar uma partícula com uma velocidade determinada a uma temperatura determinada. Mantendo a temperatura constante, o gráfico acima ilustra que moléculas mais leves terão maiores probabilidades de serem encontradas com velocidades mais altas. onde é a energia da partícula, na ausência de um campo gravitacional (consulte esta palestra para obter informações sobre como incluir o termo gravitacional).

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

Integrados ao longo do tempo, os gases mais leves tendem a exceder a velocidade de escape com mais frequência do que seus equivalentes mais pesados. É por isso que os planetas maiores, como Júpiter e Saturno, ainda têm atmosferas dominadas por hidrogênio e hélio.