Perte d'atmosphère sur Mars

Si l'atmosphère sur Mars était autrefois beaucoup plus épaisse, comment a-t-elle probablement été perdue? Était-ce dû à l'interaction avec le vent solaire, la petite taille de la planète, les deux, ou quelque chose d'autre, et environ combien de temps a-t-il fallu pour atteindre son épaisseur actuelle?

La perte de l'atmosphère martienne peut être principalement attribuée à sa masse. La raison pour laquelle la Terre a encore une atmosphère composée d'éléments plus légers est que, avec une plus grande masse, une vitesse d'échappement plus grande , qui est la vitesse à laquelle l'énergie cinétique d'un atome surmonte l'énergie potentielle gravitationnelle de sa planète.

La distribution des vitesses de la plupart des gaz peut être décrite par la distribution de Maxwell – Boltzmann .

Cette courbe représente la probabilité de trouver une particule avec une vitesse donnée à une température donnée. En maintenant la température constante, le graphique ci-dessus montre que les molécules plus légères auront plus de chances d'être trouvées à des vitesses plus élevées.

$$P(\epsilon) = \frac{2}{\sqrt{\pi}k_{B}T} \left( \frac{\epsilon}{k_{B}T} \right)^{1/2} \exp{-\left(\frac{\epsilon}{k_{B}T}\right)}$$ $\epsilon$$\frac{p^{2}}{2m}$

Intégrés au fil du temps, les gaz plus légers ont tendance à dépasser la vitesse de fuite plus souvent que leurs homologues plus lourds. C'est pourquoi les plus grandes planètes comme Jupiter et Saturne ont encore des atmosphères dominées par l'hydrogène et l'hélium.