Pérdida de atmósfera en Marte

La pérdida de la atmósfera marciana se puede atribuir principalmente a su masa. La razón por la cual la Tierra todavía tiene una atmósfera compuesta de elementos más ligeros es porque con una masa más grande viene una mayor velocidad de escape , que es la velocidad a la que la energía cinética de un átomo supera la energía potencial gravitacional de su planeta.

La distribución de velocidades de la mayoría de los gases se puede describir mediante la distribución de Maxwell-Boltzmann .

Esta curva representa la probabilidad de encontrar una partícula con una velocidad dada a una temperatura dada. Manteniendo constante la temperatura, el gráfico anterior ilustra que las moléculas más ligeras tendrán mayores probabilidades de ser encontradas con velocidades más altas.

$$P(\epsilon) = \frac{2}{\sqrt{\pi}k_{B}T} \left( \frac{\epsilon}{k_{B}T} \right)^{1/2} \exp{-\left(\frac{\epsilon}{k_{B}T}\right)}$$ dónde $\epsilon$es la energía de la partícula, $\frac{p^{2}}{2m}$en ausencia de un campo gravitatorio (consulte esta lección para obtener información sobre cómo incluir el término gravitatorio).

Integrados con el tiempo, los gases más livianos tienden a exceder la velocidad de escape con más frecuencia que sus contrapartes más pesadas. Esta es la razón por la cual los planetas más grandes como Júpiter y Saturno todavía tienen atmósferas dominadas por hidrógeno y helio.