Planetatmosfærer. Hvorfor denne forskel?

Transkript

1 Planetatmosfærer De indre planeter Venus og Jorden har tykke atmosfærer. Mars' atmosfære er kun 0,5% af Jordens. Månen har nærmest ingen atmosfære. De ydre planeter De har alle atmosfærer. Hvorfor denne forskel?

2 Molekylers bevægelse Denne simple model viser at molekylerne bevæger sig med samme fart. Virkeligheden er anderledes. Hastigheden afhænger af temperaturen af gassen.

3 Atmosfærefordampning Gassers hastighed følger en såkaldt Maxwell-Boltzmann-fordeling. dn = f (v)dv 3/ 2 m dn =( 2 π k T ) 4 π v 2 exp( m v2 2 k T )dv I middel gælder at: 1 2 m < v2 >= 3 2 k T.

4 Undvigelseshastighed = v 2 G M esc R Beregninger viser, at hvis v m < 1 6 v esc kan planeten holde på sin atmosfære. Solen kan varme op og nogle molekyler flyver væk. Er der vulkaner tilføres nye molekyler med jævne mellemrum.

5 CO 2 -kredsløbet CO 2 tilføres fra vulkaner. (CO 2 presses ud af kalken ved de høje temperaturer og tryk.) CO 2 udvaskes via regnen. (H 2 CO 3 ) Vandet ender i havet, og alger bruger det i deres skeletter. (CaCO 3 ) Døde alger aflejres på havbunden, og de ender i undergrunden. (Pladetektonik.) H 2 O+ CO 2 H 2 CO 3. H 2 CO 3 + H 2 O H 3 O + + HCO 3 -.

6 Vejret i en halv Myr

7 Vejret de seneste 600 Myr

8 Planeters form En rigtig planet er RUND. En rigtig planet har ryddet sin bane for rester. (Pånær evt. måner.) En rigtig planet kredser om Solen. En rigtig planet har ikke egen energiproduktion. (Af betydning.)

9 Hvorfor runde planeter? F G = G M m r 2 F skal være stor nok til at kvase store sten, så planeten bliver pænt rund. Det tryk, der skal til for at knuse et materiale kaldes for knusestyrken.

10 Hvad med bjerge? Bjerge er plastiske. Vi modellerer dem som store sten, der ligger på overfladen.

11 Mauna Kea, Hawaii

12 Venus

13 Mars tch?v=xopudztnt24

14 Planetatmosfærer De indre planeter Venus og Jorden har tykke atmosfærer. Mars' atmosfære er kun 0,5% af Jordens. Månen har nærmest ingen atmosfære. De ydre planeter De har alle atmosfærer. Hvorfor denne forskel?

15 Molekylers bevægelse Denne simple model viser at molekylerne bevæger sig med samme fart. Virkeligheden er anderledes. Hastigheden afhænger af temperaturen af gassen. Klippet er taget fra le/software/astro/

16 Atmosfærefordampning Gassers hastighed følger en såkaldt Maxwell-Boltzmann-fordeling. dn = f (v)dv 3/ 2 m dn =( 2 π k T ) 4 π v 2 exp( m v2 2 k T )dv I middel gælder at: 1 2 m < v2 >= 3 2 k T.

17 Undvigelseshastighed v esc = 2 G M R Beregninger viser, at hvis v m < 1 6 v esc kan planeten holde på sin atmosfære. Solen kan varme op og nogle molekyler flyver væk. Er der vulkaner tilføres nye molekyler med jævne mellemrum. Bemærk: Hvis der ikke tilføres nye molekyler vil en atmosfære ligeså stille fordampe, for der vil altid være nogle få molekyler med stor hastighed. Når de forsvinder indstiller den resterende gas sig, så dens hastighedsfordeling stadigvæk tilfredstiller MBfordelingen. Men det kan tage MEGET lang tid at fordampe helt.

18 CO 2 -kredsløbet CO 2 tilføres fra vulkaner. (CO 2 presses ud af kalken ved de høje temperaturer og tryk.) CO 2 udvaskes via regnen. (H 2 CO 3 ) Vandet ender i havet, og alger bruger det i deres skeletter. (CaCO 3 ) Døde alger aflejres på havbunden, og de ender i undergrunden. (Pladetektonik.) H 2 O+ CO 2 H 2 CO 3. H 2 CO 3 + H 2 O H 3 O + + HCO 3 -. Hele kredsløbet tager ca ½ million år. Ændrer vi det, f.eks. ved at hente kulstofforbindelser op fra jorden for at brænde dem af, ændres indholdet af kuldioxid i atmosfæren.

19 Vejret i en halv Myr

20 Vejret de seneste 600 Myr

21 Planeters form En rigtig planet er RUND. En rigtig planet har ryddet sin bane for rester. (Pånær evt. måner.) En rigtig planet kredser om Solen. En rigtig planet har ikke egen energiproduktion. (Af betydning.)

22 Hvorfor runde planeter? F G = G M m r 2 F skal være stor nok til at kvase store sten, så planeten bliver pænt rund. Det tryk, der skal til for at knuse et materiale kaldes for knusestyrken. Hvis der ikke er 'nok' materiale vil trykket ikke blive stort nok til at knuse store sten/klipper. Derved bliver kloden amorf man kalder den en asteroide eller en småplanet.

23 Hvad med bjerge? Bjerge er plastiske. Vi modellerer dem som store sten, der ligger på overfladen. Mount Everest. (Billedkilde: Mount_Everest_as_seen_from_Drukair 2_PLW_edit.jpg

24 Mauna Kea, Hawaii Mauna Kea er højest målt ift. sin base: Wikipedia har leveret fotografiet.

25 Venus

26 Mars tch?v=xopudztnt24