¿Por qué la atmósfera en Marte es tan delgada?

La atmósfera de Marte es casi completamente dióxido de carbono. La presión actual de 6–8 mbar está determinada por un equilibrio químico entre la formación y la descomposición de las rocas carbonatadas. 6–8 mbar está muy cerca del punto triple del agua y eso no es accidental …

Actualmente en Marte, el agua hierve a alrededor de 0 grados Celsius. En regiones más altas, el hielo ni siquiera se vuelve líquido si lo calienta. Simplemente se evaporará antes de que alcance 0 Celsius. En las regiones más bajas, la presión atmosférica es un poco más alta y el punto de ebullición está unos grados por encima de cero. Aquí el agua líquida a veces existe durante períodos cortos.

El dióxido de carbono de la atmósfera se disuelve en agua líquida y, en una solución acuosa, parte se convierte en carbonatos. Por lo tanto, en materia sólida que ya no es parte de la atmósfera. Por otro lado, los carbonatos a menudo no son muy estables y liberarán algo de dióxido de carbono con el tiempo. Especialmente en ambientes ácidos, y Marte es probablemente bastante ácido debido a todos los compuestos sulfurados.

Este es un equilibrio.

Si aumentara la presión atmosférica en Marte, entonces habría más agua líquida. Más dióxido de carbono de la atmósfera se disolvería en el agua líquida y formaría más carbonatos, eliminando así este gas del aire => la atmósfera se volvería más delgada.

Si disminuyera la presión atmosférica en Marte, entonces habría incluso menos agua líquida y, por lo tanto, formaría menos carbonatos nuevos. Sin embargo, algunas de las rocas de carbonato existentes se descomponen y devuelven dióxido de carbono al aire => la atmósfera se volvería más espesa.

Conclusión: hay un llamado ‘ciclo de retroalimentación estable’.

Por lo que sé, Ben Heideveld es mayormente correcto. Sin embargo, si Marte estaba en un lugar diferente o tenía características diferentes, podría tener una atmósfera mucho más densa. Titán, la mayor de las lunas de Saturno, es considerablemente más pequeña y geológicamente menos densa que Marte y, sin embargo, su atmósfera es en realidad más espesa que la de la Tierra. Venus también es más pequeño que la Tierra y su atmósfera es 90 veces más densa que la de la Tierra.

Los vientos solares soplan continuamente en la atmósfera superior que puede erosionar la atmósfera de un planeta con el tiempo. La Tierra recibe mucha protección de sus campos magnéticos que desvían gran parte de esa radiación. Marte no tiene un campo magnético y es más vulnerable. Sin embargo, Venus tiene un campo magnético muy débil y está mucho más cerca del sol, por lo que no tener un campo magnético fuerte no es el único factor.

Tanto la Tierra como Venus son particularmente geológicamente activos. Se cree que la Tierra está reponiendo continuamente su atmósfera a través de procesos volcánicos y otros procesos geológicos. Se cree que Venus tiene una estructura similar a la de la Tierra, con una corteza más gruesa que puede significar que el planeta se está enfriando internamente mucho más lentamente que la Tierra. Venus es mucho más volcánicamente activo que la Tierra y se cree que ese mecanismo está reponiendo su atmósfera, lo que probablemente sea la razón por la que su atmósfera es tan densa como lo es. Marte, por el contrario, está geológicamente inactivo y, por lo tanto, no tiene un mecanismo interno para reponer su atmósfera.

Un factor que nunca se ha mencionado en la desestabilización de la atmósfera de Marte es la órbita altamente elíptica de Marte. Las atmósferas planetarias se ven afectadas por varios factores; 1. la distancia que el planeta está de la estrella, 2. Los componentes gaseosos de la atmósfera3., la masa del planeta. Cuanto más lejos esté el planeta de la estrella, menos fuerte será el viento solar y afectará menos a la atmósfera del planeta. Los gases más pesados ​​en la atmósfera se ven menos afectados por el viento solar y permanecerán en el planeta más que los gases más ligeros. Cuanta más masa tenga un planeta, la velocidad de escape gravitacional será más alta y se retendrán más gases atmosféricos. Cuanto más lejos esté el planeta de la estrella, más baja será la temperatura del planeta y menos escape de los gases atmosféricos. Mientras más masa tenga un planeta, es más probable que el planeta retenga un campo magnético global y el campo magnético global aleje el viento solar de la interacción negativa con la atmósfera planetaria. Si examinamos Marte, podemos examinar los factores y descubrir qué factores son negativos y cuáles son positivos y por qué los factores negativos para el escape atmosférico superan a los factores positivos para la retención atmosférica. Cuanto más masa tiene un planeta, más activa es su actividad de desgasificación y más atmósfera de desgasificación produce anualmente el planeta. Cuanto más cerca esté un planeta del cinturón de asteroides, especialmente si el planeta es el interior más cercano al cinturón de asteroides, los asteroides más grandes lo golpearán y volarán parte de su atmósfera al espacio. Los factores I. y 4. tratan la distancia que Marte está lejos del Sol. Estos son factores positivos para una atmósfera más gruesa de Marte. El viento solar es menos fuerte y la temperatura de Marte es más fría, por lo que estas no son las circunstancias negativas. El factor 2 son los componentes de la atmósfera de Marte. La atmósfera de Marte es 95% de dióxido de carbono, un gas más pesado. El dióxido de carbono es retenido por Marte con más éxito que los gases más ligeros, por lo que tener una atmósfera de CO2 no es un factor negativo sino un factor positivo para una atmósfera de Marte más gruesa; Entonces los factores 1. 2. y 4. no son las circunstancias negativas. Los factores 3. 5. 6. y 7. resultan ser los factores negativos para la atmósfera tan delgada de Marte. Los factores 3. 5. y 6. tienen todo que ver con la Masa de Marte. La masa de Marte es 1/9; 11% de la masa de la tierra. La gravedad de Marte a su distancia del Sol es demasiado baja, 38% de gravedad terrestre para que los gases permanezcan a su alrededor, incluso un gas más pesado como el dióxido de carbono. Si Marte estuviera dos veces más lejos del Sol, Marte tendría una atmósfera espesa debido a la potencia mucho menor del viento solar y las constantes temperaturas extremadamente frías. A dos veces la distancia del Sol, los factores positivos superarían a los factores negativos. La baja masa de Marte 3. hace que su gravedad sea demasiado baja para aferrarse a los gases atmosféricos; 5. hace que Marte no pueda haber generado un campo magnético global continuamente hasta la era actual; 6. Hace que Marte sea incapaz de mantener una tasa más alta de desgasificación planetaria que le daría a Marte una presión de equilibrio atmosférico más gruesa. 7. Marte ha sufrido muchas alteraciones importantes en su atmósfera por los grandes impactos de asteroides. Finalmente 8. La órbita altamente elíptica de Marte lo lleva de un perihelio de 128 millones de millas a un afelio de 154 millones de millas cada 687 años del Día Marciano de la Tierra, de modo que la atmósfera de Marte sufre un poco lo que sufren los cometas cuando se acercan al Sol durante sus órbitas extremadamente elípticas. alrededor del Sol. La NASA intentará cambiar un factor negativo (factor número 5.) a un factor positivo cuando instale el dipolo magnético en el punto 1 de Legrangian de Marte alrededor de 2040-2050 dC y esperará 300 años para que la presión atmosférica de Marte se espese a 530 milibares , Presión de la Tierra a 17,000 pies El Dipolo Magnético creará para Marte un campo Magnético Global Artificial que protegerá la Atmósfera Marciana de la erosión del Viento Solar. El mundo esperará para ver si este factor (factor número 5.) que se cambia de negativo a positivo será suficiente para que Marte se parezca lo suficiente a la Tierra como para llamarse similar a la Tierra.

Algunos motivos.
1. La atmósfera no se repone de fuentes geológicas.
2. Sin campo electromagnético.
Esto ayuda a proteger la atmósfera de la radiación solar que agota la atmósfera superior.
3. El cinturón de asteroides que Marte está cerca.
yo). Un ataque directo de un gran asteroide expulsará materia y atmósfera de Marte.
ii). Una falla cercana puede eliminar la atmósfera con el drenaje gravitacional.

Todo esto es teórico, pero creo que son múltiples razones en lugar de una razón principal.

El núcleo de metal líquido de Marte se enfrió y dejó de girar en relación con las capas de tierra en la parte superior. Esto detuvo la generación de un campo magnético. A medida que el campo magnético se retiraba (hoy en día todavía existen bolsas en la superficie, pero son extremadamente débiles), el viento solar arrancó la mayor parte de la atmósfera.

Cuando el núcleo de Marte enfría la dinamo magnética interna, que depende de un núcleo líquido detenido. Sin una forma de generarlo, Marte perdió su campo magnético, que es fundamental para desviar y redirigir las partículas de alta energía y la radiación del sol que de otro modo golpearían la atmósfera de Marte. Sin un campo magnético, esta radiación de alta energía fue capaz de despojar lentamente a Marte de su atmósfera al aumentar la energía cinética de las partículas que componen la atmósfera y, por lo tanto, les permitió escapar al espacio.

Cuando Marte estaba en su mejor momento, su atmósfera nunca fue comparable a la de la Tierra. Era casi tan grueso como nuestra atmósfera está a 5 o 6 millas de altura. Donde vuelan las aerolíneas. Era aproximadamente la misma presión que contiene un traje espacial. Excepto que era dióxido de carbono. Entonces, incluso si la atmósfera fuera oxígeno, nitrógeno necesitaría una máscara y un tanque de oxígeno. No necesitarías un traje a presión. Supongo que podría ser peor. Supongo que es peor.

Los procesos que crean una atmósfera para un planeta son en su mayoría procesos volcánicos a partir de un núcleo fundido. En los primeros millones de … billones de años de existencia de un planeta, los volcanes producen cantidades masivas de gas. Es lo que sucedió en Marte y en la Tierra.

Pero Marte es más pequeño que la Tierra y su núcleo se enfrió y se detuvo la emisión de gases volcánicos. El efecto invernadero que ayudó a calentar el planeta disminuyó. Su ligera gravedad permitió a la atmósfera un escape más fácil al espacio. El agua en la atmósfera que era parte del efecto invernadero se congeló y se cayó o se perdió en el espacio.

Cuando el núcleo fundido de Marte se enfrió, también perdió su campo magnético y su atmósfera quedó expuesta a la mayor parte del viento solar que se ha erosionado constantemente.

Marte se enfrió cada vez más. Poco a poco, otras partes de la atmósfera siguieron el agua y se congelaron y cayeron a la superficie adelgazando aún más la atmósfera. La nieve en los polos es nieve de dióxido de carbono, no nieve de agua.

Ahí es donde está Marte hoy. Si utilizáramos nuestra tecnología para calentar Marte … tal vez usando grandes espejos en el espacio, la atmósfera que se congeló y cayó a la superficie volvería a convertirse en gas y volvería a espesarse. Los glaciares y el agua subterránea fluirían nuevamente. Verías lagos formados si no océanos.

La otra cosa que probablemente estuvo involucrada fue el bombardeo desde el espacio. Todos los planetas y lunas estaban sujetos al bombardeo de los escombros de la formación de planetas. En el caso de Marte, esto puede haber sido una espada de doble filo. Probablemente trajo agua que era un gas de invernadero. El calor que generó lo calentó … pero se especula que después de cierto umbral el bombardeo comenzó a volar su atmósfera al espacio. La razón por la que creemos que puede haber sucedido de esta manera es la cantidad de cráteres que quedan. Se parece a la luna. No hubo suficiente erosión para ocultar los cráteres como en la Tierra.

Entonces Marte es un planeta moribundo. Sin duda lo salvaremos. Espesaremos su atmósfera nuevamente y recuperaremos su agua superficial. Será otro planeta azul. Estoy seguro de eso.

Pero no podemos recuperar su campo magnético. No podemos aumentar su gravedad. Podemos reconstituirlo y cobrará vida con nuestra ayuda durante unos millones de años … pero eventualmente tendremos que hacer algo más que calentarlo … y plantar árboles … porque continuará perdiendo atmósfera. Tendremos que lidiar con eso manualmente. Tendremos que traer las cosas que pierde.

¿Pero eso no será divertido? Lo haría para mi.

Magnetosfera débil y campo de gravedad inferior de Marte.

El campo magnético de un planeta ubicado cerca de una estrella es muy útil para obstruir poderosas tormentas solares que podrían eliminar las capas superiores de la atmósfera del planeta. Marte tiene un campo magnético mucho más bajo que la Tierra debido a su tamaño de núcleo más pequeño y a una menor porción de contenido de material ferromagnético en él.

Aunque el volumen de los gases de la capa superior de la atmósfera eliminados en cada tormenta solar es menor debido a su mayor distancia del Sol, pero se vuelve más significativo a medida que ocurren eventos como estas tormentas solares desde que se formó el planeta, es decir, hace más de 3 mil millones de años. En los primeros períodos de nuestra formación solar, estas tormentas son muy poderosas de lo que son ahora.

La gravedad de Marte no es suficiente para mantener compuestos gaseosos más ligeros en la atmósfera, lo que hace que la atmósfera sea más delgada.