¿Por qué la atmósfera de la Tierra es tan radicalmente diferente de sus vecinos planetarios más cercanos?

No voy a dar una respuesta súper llena de datos, pero esta es al menos la respuesta del laico …

En primer lugar, los planetas no permanecen iguales a lo largo de toda su historia. La atmósfera de la Tierra ha cambiado drásticamente a lo largo de su historia. Creo que los estudios más recientes apuntan a que las algas causan una gran parte de las reacciones químicas necesarias para conducir a nuestra atmósfera actual que necesitamos para sobrevivir. El oxígeno no apareció en la Tierra hasta aproximadamente mil millones de años después de que se formó. Otros estudios también han mapeado las concentraciones de CO2 en la atmósfera observando bolsas de aire atrapadas en hielo que no ha sido perturbado durante miles de años, y que ha cambiado drásticamente.

Venus es un planeta que utilizamos como ejemplo para mostrar cómo un efecto de gases de efecto invernadero puede arruinarnos en el futuro. Hay ideas de que Venus y Marte eran como la Tierra en un punto, e incluso hay una idea de que Marte tuvo vida antes de la Tierra y podría haber sembrado la vida en este planeta. Entonces, todos estos planetas tienen el mismo material de partida, pero evolucionan a diferentes estados.

Otro punto que mencionaré es la gravedad … Marte solía tener una atmósfera más gruesa, pero su gravedad más baja (debido a su masa terrestre de .1 ish) le permitió escapar con el tiempo a su atmósfera delgada actual. Las diferentes moléculas y elementos en la atmósfera permanecen porque son más pesados. Venus es mucho más comparable a la Tierra (aproximadamente 0,8 de la masa de la Tierra), por lo que todavía tiene una atmósfera muy espesa.

Todo esto tiene muchos otros factores, como la presencia de planetas rocosos cerca del sol y gigantes gaseosos muy lejos (el sol afecta a los planetas que están más cerca debido a la temperatura y otros factores), la gravedad en los gigantes gaseosos los causa aferrarse a los elementos más ligeros con mayor facilidad y a la enorme abundancia de hidrógeno (que es el elemento más comentado), y no tener ningún método para convertirlo en otras moléculas (debido a que no tiene una superficie).

Toneladas de factores. Pero esos son los que vienen a la mente de inmediato.

Creemos que todo tiene que ver con su distancia del Sol y sus masas. Venus, el más cercano, estaba demasiado caliente para soportar grandes cuerpos de agua líquida. El dióxido de carbono que se filtró de las rocas a la atmósfera nunca pudo ser devuelto a las rocas por el agua que actúa como moderador. A medida que el CO2 aumentó, también lo hizo el calentamiento del invernadero y finalmente se escapó consigo mismo, estabilizándose en la atmósfera de dióxido de carbono casi puro que ahora vemos. Para la Tierra, el agua líquida transportaba CO2 desde la atmósfera de regreso a la roca de la corteza, y su distancia templada del Sol aseguraba que ningún proceso de invernadero pudiera escapar fácilmente consigo mismo. En cuanto a Marte, tiene tan poca masa que no pudo aferrarse a su atmósfera calentada por el Sol, y durante los primeros mil millones de años más o menos, perdió lo que alguna vez pudo haber tenido. Todo lo que queda son los componentes más pesados ​​de esa atmósfera original, incluido el dióxido de carbono.

No es una respuesta completa, pero aquí hay un comienzo.

Masa del planeta: cuanto más masivo es el planeta, más rápido debe ser cualquier cosa, incluso una molécula atmosférica, antes de que pueda escapar. Entonces puedes decir que la luna y los asteroides no tienen atmósfera porque no pueden mantenerla. Marte es más pequeño que la Tierra y tenía mucha menos atmósfera: sin embargo, no estoy seguro de si la diferencia de tamaño explica completamente la diferencia en la presión atmosférica.

Procesos químicos de la vida: el oxígeno molecular (O2) en nuestra atmósfera surge de las reacciones químicas en las células vivas, particularmente las plantas / algas. Hasta donde sabemos, nuestros vecinos no tienen vida y, en consecuencia, tienen poco o nada de oxígeno libre. Además, el ozono se produce en la atmósfera superior cuando los rayos uv alcanzan el oxígeno, por lo que no hay oxígeno ni ozono.

No estoy seguro de por qué hay tan poco metano en comparación con otros planetas: ¿tal vez se lo comió a principios de la vida? Del mismo modo, los niveles de CO2 son bajos en parte porque fue extraído de la atmósfera por las plantas, etc. Ahora estamos ocupados devolviendo el CO2 a la atmósfera.

Tomemos los planetas interiores.

1. Mercurio: demasiado cerca del sol. La mayor parte de su atmósfera fue arrastrada por los constantes vientos solares o calentada lo suficiente como para escapar de su gravedad.

2. Venus: el tamaño más cercano a la Tierra. Sin embargo, a diferencia de la tierra, no hay mucho vapor de agua, que deja la mayor parte del CO2 en la atmósfera. En la tierra, el agua actúa como catalizador del CO2 para formar carbonatos con otros metales y, a su vez, es absorbido por la atmósfera. Demasiado en Venus conduce a un efecto invernadero extenso y, por lo tanto, a la atmósfera violenta.

3. Tierra: el CO2 se absorbe en los carbonatos. Suficiente gravedad para aferrarse a la atmósfera. Suficiente actividad tectónica para tener un fuerte campo magnético para evitar que el viento solar sople el aire. El oxígeno en la tierra proviene únicamente de la actividad biológica. La distancia del sol permite que el agua exista en 3 formas.

4. Marte: gravedad demasiado débil para aferrarse a la atmósfera. Muy poca actividad tectónica para un campo magnético fuerte que conduce a la mayor parte de la atmósfera expulsada por el viento solar. Demasiado lejos del sol.

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