왜 지구의 분위기가 그렇게 얇습니까?

금성은 지구보다 다소 가벼우면서도 훨씬 두껍습니다. 다음과 같은 사실을 상상해보십시오.

1. 형성 단계 동안, 모든 내부 행성들은 중력 / 열역학적 평형 당 보유 할 수있는만큼의 가스를 포획했다. 결국, 겁쟁이 화성조차도 상당한 분위기를 포착했습니다.
2. 금성의 경우 대기 탈출 속도가 훨씬 높아야합니다.
   • 금성은 태양으로부터 더 많은 열을 받아 청바지 탈출 속도가 더 빠릅니다.
   • 금성은 무시할 수있는 자기장을 가지므로 태양풍에 의해 "분출"을 지시하기 위해 대기 중 일부를 잃어야합니다

그러나 많은 양의 대기권을 그리워하는 것은 지구입니다. 따라서 질문은 지구 대기의 "박화"에 관한 현재의 이론은 무엇입니까? 대기 가스가 언제 그리고 왜 행성을 떠났습니까?

짧은 대답 : 대기 가스가 결코 남아 있지 지구, 그들이있어 에서 그것을!

이 질문에 대한 긴 대답은 행성의 현재 상태에 관한 것이 아니라 오히려 지구를 이끄는 과정입니다. 처음부터 시작합시다 (시작하기에 좋은 곳).

아주 초기

우리 태양계가 46 억 년 전에 형성되기 시작했을 때, 대부분의 질량은 분자 구름의 붕괴 된 부분 ( 괴사 성 가설 참조 )이 태양을 형성하기 위해 중심에 모였습니다. 태양으로 쓰러지지 않은 덩어리는 새로운 별을 둘러싸고있는 원 생체 디스크 (먼지와 가스 구름)를 남겼습니다. 점차적으로 먼지 입자는 가속을 통해 모여 들어 점점 더 많은 입자를 신생 행성으로 끌어 들였습니다.

금성과 지구가 모두 존재하는 태양에 가까우면 많은 입자가 응축하기에는 너무 뜨거워서이 지역의 행성들은 금속과 규산염으로 형성되어 높은 융점을 갖습니다. 이것이 태양계 내부에있는 네 개의 행성이 "록키"또는 "지구"행성이라고 불리는 이유입니다. 이 행성에서 가장 초기의 대기는 태양 성운, 주로 수소에서 점진적인 가스 수집으로 형성되기 시작했습니다.

골디 락과 두 행성

이 두 행성의 진화에서이 시점에서 그것들은 꽤 비슷해 보이지만 한 가지 큰 차이가 있습니다 : 태양까지의 거리. 지구는 기온이 생명을 유지하기에 적합한 "골디락스 지역"에있는 것이 운이 좋았다 . 이 구역에 있다는 것은 액체 물과 결과적으로 활성 판 구조론의 두 가지 중요한 영향을 미칩니다. 두 사람이 왜 관련되어 있는지에 대한 자세한 내용은 이 기사 를 참조하십시오 .

카본 싱크

지구상에는 액체 바다에 상당한 물이 들어 있습니다. 금성에서는 그렇지 않습니다. 태양에 너무 가깝기 때문에 너무 뜨겁기 때문에 모든 물이 대기 중으로 증발했습니다. (금성에는 초기 단계에 액체 물이 포함되어 있었지만 10 억 년 정도 지나면 모두 증발했습니다.) 또한 젊은 지구는 오늘날 금성처럼 빽빽하고 처벌적인 분위기를 가지고 있었을 것입니다. 그러나 지표 해양과 판 구조론은 기체가 지구 표면에 흡수 될 수있는 충분한 경로를 제공했다. 해양 및 판 구조론은 막대한 양의 탄산염 저장을 제공하여 탄소 화합물의 대기로 및 균형을 이룰 수 있습니다.

이제 지구와 금성의 대기의 차이점을 강화하는 두 가지가 있습니다.

• 액체 물의 증발 : 액체 물이 존재하기에는 금성이 너무 뜨겁습니다. 모든 물이 증발하여 대기 밀도가 높아집니다. 지구상에서 물은 표면에있을 수 있으며 대기의 양을 줄입니다.
• 탄소 싱크 : 액체 물과 판 구조론은 지구가 상당한 양의 가스를 흡수하여 이산화탄소와 같은 특정 화합물로 대기가 얇아지게합니다. 금성에는 그러한 경로가 없기 때문에 모든 가스가 대기에 남아있게됩니다.

금성은 지구에 가스를 흡수하는 주요 메커니즘이 없기 때문에 온실 효과가 큽니다.

대기 탈출

당신은 청바지 탈출을 언급합니다. 이 효과가 고온에서 더 크다는 것은 사실입니다. 그러나 작은 분자는 큰 분자보다 탈출하기가 훨씬 쉽습니다. 가장 작은 두 원소 인 수소와 헬륨이이 현상에 가장 큰 영향을받습니다. 이에 비해 금성 대기의 대부분을 구성하는 이산화탄소는 청바지 탈출에 크게 영향을받지 않습니다.

또한 태양풍에 대해서도 언급합니다. 이것들은 특히 자기장이없는 행성에서 효과를 발휘하지만이 현상은 생각만큼 강력하지 않습니다. 자외선 (즉, 광 이온화 방사선)은 대기의 최상위 영역에서 이온화를 유발합니다. 이 하전 된 입자는 이제 자기장처럼 태양풍을 편향시키는 껍질 (이온 권이라고 함)을 형성합니다. 금성에서 두꺼운 대기는 이온화를 위해 더 많은 입자를 제공하여 더 강력한 변형을 일으 킵니다. (이를 이온화 입자가 적은 얇은 대기로 인해 태양풍이 주요 비열 탈출 메커니즘 인 화성과 비교하십시오.)

금성의 주요 대기 탈출 메커니즘은 실제로 조금 더 복잡합니다. 자기장이 없으면 하전 입자가 쉽게 빠져 나옵니다. 특히, 전자는 질량이 작기 때문에 가장 민감합니다. 전자가 빠져 나감에 따라 전리층의 순 전하가 양의 기울기를하여 양의 이온 (대부분 H ⁺⁾ 이 방출 됩니다.

결론

지구와 금성은 비슷하게 형성되었지만 지구는 운이 좋았습니다. 대기에서 가스를 제거하는 경로는 있지만 금성은 그렇지 않습니다. 또한 두 행성은 상당히 다른 속도의 대기 탈출을 경험하지 않습니다. 66kg / m : 대기 밀도 알고 오늘이 결과 ³ 금성과 단지 1.2 kg / m ³ 지구에 대한.

나는 dpwilson의 대답이 훌륭하다고 생각하고 그를 투표했지만 오래된 그림 으로이 차트를 게시하고 싶었습니다.

금성은 지구보다 다소 가벼우면서도 훨씬 두껍습니다. 다음과 같은 사실을 상상해보십시오.

형성 단계 동안, 모든 내부 행성들은 중력 / 열역학적 평형 당 보유 할 수있는만큼의 가스를 포획했다. 결국, 겁쟁이 화성조차도 상당한 분위기를 포착했습니다.

아마도. 그러나 초기 태양계에서는 일단 태양이 형성되어 빛과 태양 플레어를 펌핑하기 시작하면 (초기 태양은 더 빠른 회전으로 인해 태양 플레어를 부분적으로 발사하는 데 훨씬 더 적극적이었을 것입니다.) 는 IS 프로스트 라인 아니라 과거 지구이다 -.

따라서 태양계의 초기 형성에서 두 가지 중 하나가 발생할 수 있습니다. 하나, 행성은 해상이 녹기 시작하기 전에 가능한 얼음과 가스를 형성하고 수집합니다. 서리 선 내부의 얼음과 가스를 녹이거나 밀어 내기 시작합니다. . 그들은 태양에서 방출되는 수소에 의해 폭격을 당하지 만, 대부분의 내부 행성은이 수소를 잘 견디지 못합니다. 두 번째 시나리오에서, 그들이 얻는 모든 대기와 물은 혜성 충돌에서 비롯되었을 것입니다.

내부 행성의 초기 대기는 대부분 CO2, CH4, NH3는 아마도 N2 일 수 있습니다. 비너스가 몇 개의 추가 혜성에 부딪쳤다면 이것만으로 설명 할 수 있으며 통계적으로 불합리하지 않습니다. 지금, 나는 이것이 일어난 일이라고 말하는 것이 아니라 가능한 것입니다. 금성은 대부분의 CO2를 보유하지만 시간이 지남에 따라 H20, CH3, NH3, 아마도 N2가 존재한다면 아마도 N2를 잃을 수 있습니다.

또한 이론적으로 달을 형성 한 거대한 충격이 지구의 초기 대기를 많이 날려 버릴 수도 있습니다. (확실하지는 않지만 열과 회전이 엄청나게 추가되면 가능합니다).

위의 차트에서 금성은 H20을 많이 잃지 않지만 다른 차트는 H20 선에 더 가깝습니다. (더 많은 차트를 보려면 Google 가스 탈출 속도 행성)

금성의 경우 대기 탈출 속도가 훨씬 높아야합니다. 금성은 태양으로부터 더 많은 열을 수신하므로 청바지 탈출 속도는 금성이 무시할만한 자기장을 가지므로 일부 대기는 태양풍에 의해 "분출"을 지시하기 위해 손실되어야합니다

사실입니다. 금성이 태양계에서 일반적으로 적은 물을 왜 가지고 있는지 설명 할 수있을 것입니다. 그러나 마지막 시점에서 금성은 자기장을 유도했습니다- 여기를 참조 하십시오 . dpwilson이 이에 대해 더 자세히 설명했습니다.

그러나 많은 양의 대기권을 그리워하는 것은 지구입니다. 따라서 질문은 지구 대기의 "박화"에 관한 현재의 이론은 무엇입니까? 대기 가스가 언제 그리고 왜 행성을 떠났습니까?

지구 대기가 수십억 년 전과 정확히 어떤지에 대해서는 여전히 불확실성이 있습니다. 현재 비너스보다 밀도가 높은 분위기에서 시작했을 수도 있지만 확실하게 알기가 어렵습니다 (적어도 내가 읽은 것은 주제에 대한 확실성을 암시하지 않습니다).

석탄, 석유 및 천연 가스는 자연적으로 형성되지 않지만 수억 년 동안 매장 된 죽은 식물과 해양 생물의 산물이라는 점을 지적 할 가치가 있습니다. 또한, 우리 주변의 많은 암석에는 산소가 들어 있습니다. 화강암에는 예를 들어 산소가 있습니다. (금성에는 화강암이 없거나 최소한은 거의 없습니다). 지구의 생명에 의한 대기 흡수와 표면 및 용존 해양 광물에 대한 산소 결합은 지구 대기를 엷게하는 데 엄청난 역할을했을 것입니다. 지구의 삶 자체만으로도 지구와 금성의 대기의 차이를 충분히 설명 할 수 있습니다.

혜성 :

1) 혜성이 더 커졌습니다. 태양 근처의 모든 패스는 혜성이 줄어 듭니다. 게다가 목성과 같은 소행성이 혜성 일뿐 아니라 목성이 이동하고 폭격이 늦어지면서 그 중 일부는 상당히 클 수있었습니다.

여기 및 여기 및 여기를 참조하십시오 .

게다가, 나는 그것을 결정적인 것으로 말하지 않았으며, 금성의 분위기의 큰 부분이 큰 혜성 파업으로 인해 가능했을 것이라고 말했다.

지구와 화성이 대기 가스의 대부분을 잃어버린 이유와 금성이 가장 웅장한 대기를 유지 한 이유에 대한 놀랄만 한 이론은 거의 존재하지 않습니다.

1950 년대에 실시 된 지구의 지각 구성에 대한 구소련의 연구에 근거한 저명한 화학자 Octave Levenspiel et alii가 그 이론을 제시했다.

한 눈에 이론은 다음과 같이 작동합니다.

1. 지구는 금성과 비슷하거나 밀도가 높은 대기로 형성되었습니다. 가장 풍부한 성분은 CO2 (비너스 및 화성과 유사) 여야합니다.
2. 지구 대기는 물이 액체상으로 응축되기 시작할 정도로 충분히 식을 수있었습니다. 뜨겁고 조밀 한 CO2 / H2O 대기가 눈에 띄는 "그린 하우스"효과를 일으켜 행성 표면이 냉각되는 것을 방지해야하기 때문에 이에 대한 정확한 메커니즘 (Goldilocks 영역에도 불구하고)은 명확하지 않습니다 ( "그린 하우스"효과 모델이 아닌 경우) 너무 과장된 것입니다).
3. 대기 중 CO2가 액체 물에 용해되기 시작했습니다 (이것만으로도 부분 CO2 압력의 약 50 % 감소를 설명합니다). 강산성 물은 지각에서 칼슘을 침식하기 시작하여 석회석 형성 과정을 시작합니다.
4. 새로운 생명은 프로세스를 가속화하여 남은 대기 CO2를 거대한 석회암과 다소 작은 석탄 퇴적물로 격리시켰다.

이론의 자세한 개요는 여기에서 볼 수 있습니다 : http://pubs.acs.org/subscribe/archive/ci/30/i12/html/12learn.html

나는 여기에 어떤 대답이 그럴듯한 대안 이론을 제안 할 수 있기를 바랍니다. 특히:

1. "판 구조론"은 아마도 오늘날 대기의 구성과 매개 변수와 아무 관련이 없다. 내가 아는 한 맨틀이 대기에서 가스를 다시 흡수 할 수 있다고 제안한 적이 없다. 반대로 화산 활동을 통해 냉각 맨틀에서 방출 된 가스는 더 조밀 한 대기에 기여해야한다. 지구를 그렇게 돕지 않습니다). 화산 가스는 대부분 CO2와 수증기 (최대 90 질량 %)로 구성되는 반면,이 두 물질은 현대 대기에 거의 존재하지 않습니다 (CO2 ~ 350ppm, 증기-0.4 %, 대부분 화산 재활용과 관련이없는 증발) .
2. 혜성들은 밀도가 낮은 비교적 가벼운 물체들 (현재의 지구 대기보다 얇아진 혜성 무게는 1 만 ~ 10 만 배나 적음)입니다. 행성에서 혜성의 높은 운동 에너지 영향은 아마도 대부분의 혜성에 포함 된 가스를 우주로 다시 빠져 나갈 것입니다. (충격 가열은 또한 행성 기체의 일부를 탈출 혼합물에 추가합니다. "). 혜성과 행성 사이에 실질적인 물질 이동이 불가능하다고 오랫동안 믿어졌습니다 ( http://adsabs.harvard.edu/full/1998ASPC..148..364Z ).
3. "초기의 대기"-지구 (달) 형성 직후에 대기가 침식되거나 손실되는 것은 명백한 이유 때문에 타당하지 않습니다. 석회석 / 석탄은 어디에서 왔습니까? 지구의 분위기가 사라지고 지각 활동을 통해 보충된다면 이것은 원래의 질문으로 되돌아갑니다.