Wie geht Marswasser an den Weltraum verloren?

Ich habe diesen Nachrichtenartikel gelesen und frage mich, wie Marswasser an den Weltraum verloren geht. Der Mars hat Masse und daher auch die Schwerkraft, um Objekte an sich zu ziehen, wie es die Erde tut. Wie kann also Wasser an den Weltraum verloren gehen? Zieht der Mars nicht den Wasserkörper an sich heran?

Die Studie selbst (kein freier Volltext) sciencemag.org/content/early/2015/03/04/science.aaa3630 DOI: 10.1126/science.aaa3630; phys.org über Papier: phys.org/news/2015-03-mars-earth-arctic-ocean.html
@AndrewThompson Wasserstoff und Sauerstoff haben alle Masse und werden daher vom Mars / der Erde angezogen und zeigen, ob sie in den Weltraum verloren gehen können?
Andrew Thompson, Erde verliert etwa 3 kg Wasserstoff pro Sekunde und 50 Gramm Helium pro Sekunde; laut SciAm 2009 Our Planet's Leaky Atmosphere ( Volltext ). SpringLearner, Sie können entkommen, wenn ihre Geschwindigkeit mehr als 5,1 km/s (für den Mars) oder 11,2 km/s (für die Erde) beträgt. Die Geschwindigkeit kann durch hohe Temperatur und Statistik (ein Teil der Atome hat eine höhere Geschwindigkeit bei fester Temperatur) und auch durch Sonnenwind erzeugt werden.
@osgx dann wird die Erde eines Tages ein Planet ohne Wasserstoff und tatsächlich ohne Wasser sein
"Dann wird die Erde eines Tages ein Planet ohne Wasserstoff und tatsächlich ohne Wasser sein" Ja, aber "eines Tages" kann lange, lange Zeit entfernt sein. Nach den Schätzungen, die ich gehört habe, hat es etwa eine Milliarde Jahre gedauert, bis der Mars sein Wasser verloren hat. Bevor die Erde eine erhebliche Menge ihres eigenen Wassers verloren hat, wird sich die Sonne ausgedehnt haben, um sie zu verschlingen, so dass der Verlust von Wasser irrelevant ist. @osgx Danke für die tatsächlichen Zahlen.
Siehe The Planetary Air Leak , David C. Catling und Kevin J. Zahnle, Scientific American, Mai 2009 (PDF).

Antworten (3)

UV neigt dazu, H 2 O in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten, und der Wasserstoff geht leicht an den Weltraum verloren. Der Sauerstoff ist massiver und entweicht langsamer in den Weltraum. Die Erde verliert auch Gas an den Weltraum, wenn auch so langsam, dass sich unsere Atmosphäre aufgrund des Effekts nicht wesentlich verändern wird, bevor sich die Sonne genug erwärmt, um der Erde einen außer Kontrolle geratenen Treibhauseffekt zu verleihen.

Der Mars hat Masse und daher auch die Schwerkraft, um Objekte an sich zu ziehen, wie es die Erde tut. Wie kann also Wasser an den Weltraum verloren gehen?

Bei jeder spezifischen Temperatur für eine Gruppe von Gasmolekülen folgt die Zustandsenergie eines beliebigen Gasmoleküls einer Boltzmann-Verteilung . Einige bewegen sich sehr langsam, die meisten mit mittlerer Geschwindigkeit und einige sehr schnell. Wenn diejenigen, die sehr schnell reisen, schneller als die Fluchtgeschwindigkeit des Mutterkörpers reisen und nicht auf etwas anderes stoßen, das sie verlangsamt, werden sie wahrscheinlich im Weltraum verloren gehen.

Ein Staubkorn hat übrigens ein Gravitationsfeld, aber Staubkörner mit Atmosphäre sieht man nicht.

Wäre am schnellen Ende der Verteilung genug vorhanden, um nur durch thermische Energie zu einem erheblichen Leck zu führen, oder wäre ein "Kick" durch Sonnenwind erforderlich, wie in der anderen Antwort beschrieben?
@AnthonyX Das würde von einer Vielzahl von Faktoren abhängen, einschließlich der Rohtemperatur der Sonne, der Entfernung des Planeten von der Sonne, der Stärke des Sternwinds, der Masse und des Durchmessers des Planeten. Es verdient eine separate Frage. Sie möchten es jedoch eingrenzen, indem Sie einen Planeten angeben und definieren, was Sie mit "signifikant" meinen.

Wikipedia sagt in seiner http://en.wikipedia.org/wiki/Mars_ocean_hypothesis (ich habe Links zum vollständigen Text der Artikel hinzugefügt):

Schicksal des Ozeans

Als sich das Marsklima abkühlte, wäre die Oberfläche des Ozeans gefroren.

Also ist möglicherweise Wasser unter die Oberfläche gewandert oder wurde " gesputtert " - Partikel in der oberen Atmosphäre werden vom Sonnenwind getroffen und genug beschleunigt, um in den Weltraum zu starten (Fluchtgeschwindigkeit erreichen):

http://en.wikipedia.org/wiki/Atmospheric_escape

http://sz.ifsi-roma.inaf.it/hewg-serena2011/web/18-Rinaldi.pdf

Laut The Planetary Air Leak (SciAm 2009) http://libserver.wlsh.tyc.edu.tw/sa/pdf.file/en/e088/e088p070.pdf (Tabelle auf der letzten Seite) verliert der Mars Wasserstoff durch thermische Methoden, und Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Argon durch nichtthermische Verfahren: photochemisch und Sputtern.

Schauen Sie sich zunächst dieses Bild an: das Phasendiagramm für Wasser . Jedes Wasser auf der Marsoberfläche wäre gefroren. Unter dem Einfluss der Sonnenstrahlung kann Eis einen Prozess namens Sublimation durchlaufen: ein direkter Übergang von Eis zu Wasserdampf (dies kann man an kalten Wintertagen beobachten, wenn die Sonne auf eine Schneedecke scheint, die dann ganz allmählich dünner wird). Natürlich würde Mars das Eis anziehen, und er zieht auch die aus der Sublimation resultierenden Wasserdampfmoleküle an. Wie jedoch Andrew Thompson hier betont, würden einige dieser Moleküle, deren Geschwindigkeit der Boltzmann-Verteilung folgt, in den Weltraum entkommen. Da der Sonneneinstrahlungseintrag in W/m² auf dem Mars viel geringer ist als auf der Erde, wäre auch der Sublimationsprozess langsamer. Aber am Ende würde es trotzdem passieren: Zu Eis gefrorenes Oberflächenwasser würde langsam sublimieren.

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