Propiedades atmosféricas de un planeta más pesado similar a la Tierra

Estoy tratando de encontrar formas de determinar la densidad y la composición de un planeta similar a la Tierra. Por el bien del "experimento", supongamos que el planeta es idéntico a la Tierra en todos los sentidos físicos excepto que tiene 1,25 veces la masa. Si la composición atmosférica de la Tierra es 78% Nitrógeno, 21% Oxígeno y el resto varios otros gases, ¿ cuál sería la composición atmosférica si el planeta fuera más masivo?

Supongamos además que el planeta se formó de la misma manera y la luna surgió de la misma manera.

Lo que tengo curiosidad es: ¿esta diferencia hace que haya elementos mucho más ligeros en la atmósfera debido a una mayor velocidad de escape? Y si es así, ¿la gravedad causaría una mayor presión atmosférica?

(1) No, la masa del planeta no determina la composición de su atmósfera. La Tierra y Venus tienen aproximadamente la misma masa, pero atmósferas muy diferentes. E incluso la Tierra sola comenzó con una atmósfera muy, muy diferente; la composición atmosférica actual es el resultado de miles de millones de años de actividad biológica. Hace cuatro mil millones de años, la atmósfera de la Tierra estaba compuesta principalmente de nitrógeno y dióxido de carbono. (2) El factor más importante para la presión atmosférica es simplemente cuánta atmósfera tiene un planeta. Venus y la Tierra tienen la misma masa, pero Venus tiene mucha más atmósfera.
@AlexP gracias, eso es más o menos lo que esperaba ver como respuesta. Por curiosidad, ¿conoces algún programa que pueda usarse para jugar con la composición atmosférica?
Estoy de acuerdo en que la vida alteraría profundamente los gases planetarios. ¿Alguien sabe si el argón en Marte es simplemente un efecto de muchos menos otros gases, o es particular de las condiciones locales? ¿Qué tal el efecto de la proximidad al sol expulsando gases? ¿Un Marte más grande tendría más gases que la Tierra (y por lo tanto sería potencialmente frío pero habitable, o incluso retendría más calor y posiblemente sería más cálido de lo que es ahora)?

Respuestas (2)

Tome la Tierra, Venus y Marte.

Tierra :

Por volumen, el aire seco contiene 78,09 % de nitrógeno, 20,95 % de oxígeno, 0,93 % de argón, 0,04 % de dióxido de carbono y pequeñas cantidades de otros gases.

venus :

La atmósfera de Venus es la capa de gases que rodea a Venus. Está compuesto principalmente de dióxido de carbono y es mucho más denso y caliente que el de la Tierra. La temperatura en la superficie es de 740 K (467 °C, 872 °F) y la presión es de 93 bar (1350 psi),

Marte :

Se compone principalmente de dióxido de carbono (95,32 %), nitrógeno molecular (2,6 %) y argón (1,9 %). También contiene trazas de vapor de agua, oxígeno, monóxido de carbono, hidrógeno y otros gases nobles. La atmósfera de Marte es mucho más delgada que la de la Tierra. La presión superficial promedio es de solo 610 pascales.

La gravedad superficial puede tener algún efecto sobre las especies atrapadas en la atmósfera de un planeta, pero ese es solo un factor. La vida en la Tierra, por ejemplo, ha alterado drásticamente su composición atmosférica, introduciendo todo el oxígeno que respiramos hoy y eliminando la mayor parte del dióxido de carbono.

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Como puede ver en el gráfico anterior, para la misma temperatura superficial, una Tierra un poco más masiva podría comenzar a retener algo de helio en su atmósfera potencial.

La atmósfera real dependería también de procesos locales adicionales, como presencia/ausencia de vida, vulcanismo, etc.

Para la primera pregunta, la atmósfera no estaría influenciada por la masa de un planeta, porque puedes ver que la atmósfera de Venus es mucho más densa que la de la Tierra.

La composición es la misma que la de la Tierra, pero la masa es diferente. Por supuesto, hay otros factores importantes, como si alguna vez se desarrollara la vida, en cuyo caso la atmósfera cambiaría y agregaría oxígeno o carbono según el tipo de organismo.

Como hay una mayor densidad, los gases de la atmósfera se compactarán y se harán más pesados, por el efecto gravitacional, y habrá una mayor densidad de la atmósfera.

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