¿Cómo se puede determinar el volumen inicial de la atmósfera de un planeta?

Dado que la presión en la superficie de un planeta está determinada por la masa de la columna de gases que se encuentra sobre él, se podría suponer que para determinar la presión se debe conocer el volumen y la masa de la atmósfera.

Saber la composición y el volumen de los gases en la atmósfera te permitiría calcular su masa, pero ¿cómo determinamos cuál es ese volumen?

Suponiendo que solo nos interesan las condiciones iniciales cuando se formó la atmósfera primaria (creada a través de la acreción), ¿el volumen sería arbitrario?

Espero que no sea una pregunta demasiado amplia. Estoy tratando de precisar un posible estado inicial que se crearía cuando se forme un nuevo planeta y las condiciones se estabilicen.

Definir el volumen de una atmósfera es algo arbitrario, ya que no se detiene repentinamente, sino que disminuye exponencialmente. Podrías definirlo por el área del planeta, multiplicada por la altura de escala de la atmósfera , que es donde la presión ha disminuido por un factor de e ~ 2.72. La altura de la escala es una función de la temperatura, la gravedad y la masa molecular.
Además, si quieres una atmósfera inicial, su vínculo con la nebulosa protosolar es continuo, tal vez separados por un choque de acreción en el planeta. Ahí podrías definir el volumen, pero en épocas posteriores no tiene sentido hablar del volumen. @td-lambda: ¿Por qué estás interesado en eso? Si realmente se trata de condiciones iniciales, ¿por qué no definir la presión y la temperatura de la superficie?
La temperatura del planeta debería estar relacionada principalmente con la distancia a su estrella, pero la presión dependería de la altura (volumen) de la atmósfera y su composición. Prefiero llegar a la presión que asignarla arbitrariamente.
@pela Entonces, en base a eso, para calcular la presión superficial promedio, ¿podría usar lo siguiente? V = H x A (A=1m^2 this gives column of gas)Entonces, ¿podría obtener la presión de la ecuación de los gases ideales p = nRT / V? ¿Cómo podría obtener el n (number of moles)? ref: Gas ideal
Eso solo le daría una estimación del orden de magnitud, creo. Debe integrar la columna total, no solo a H. Pero necesita más información. Incluso si ignoras los vientos solares y los campos magnéticos, un planeta dado podría tener cualquier cantidad de moléculas de gas hasta el máximo dado por su campo gravitacional, supongo. Pero esto está realmente fuera de mi campo.
Veo lo que quiere decir con respecto a la integración de la columna, ya que la presión y la masa de los gases disminuirían cuanto más se acercara a H. Según la tabla aquí , pensé que podría limitar la atmósfera a una elevación de 6H ya que el factor de densidad/presión sería baje a 0.00248 o 0.2% de la densidad superficial. Eso básicamente significaría que no queda atmósfera, ¿no es así? Gracias de nuevo por todos los comentarios, esto ayuda mucho.
De hecho, estoy tratando de hacer algo muy similar a td-lambda y tengo la misma pregunta: ¿Cómo puede obtener el número de moles dentro de la columna?
Veo la similitud con la pregunta de ciencias de la Tierra, pero no iría tan lejos y la vería como un duplicado de astronomy.stackexchange.com/questions/10418/…

Respuestas (1)

En la Q de Ciencias de la Tierra SE ¿Cuál es la masa combinada de la atmósfera, la hidrosfera y la criosfera de nuestro planeta? se derivó esta fórmula:

METRO a t metro ⨁ ≈ 4 π R ⨁ 2 PAG s mi a yo mi v mi yo gramo ⨁
que se puede reorganizar para derivar la presión de la masa total de la atmósfera.
PAG s mi a yo mi v mi yo ≈ gramo ⨁ METRO a t metro ⨁ 4 π R ⨁ 2

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