Jos olet koskaan miettinyt, kuinka planeetan koko vaikuttaa sen ilmakehän paksuuteen, et ole yksin. Tämä on kiehtova aihe, joka koskee fysiikkaa, kemiaa ja tähtitiedettä. Tässä artikkelissa tutkimme, miten planeetan koko liittyy sen ilmakehän paksuuteen ja mitkä tekijät vaikuttavat tähän suhteeseen.
Mikä on ilmakehä?
Ilmakehä on kaasukerros, joka ympäröi planeettaa tai muuta taivaankappaletta. Sitä pitää paikallaan kehon painovoima, ja se suojaa pintaa haitallisilta säteilyltä, meteoroideilta ja äärimmäisiltä lämpötiloilta. Ilmakehä vaikuttaa myös planeetan ilmastoon ja säähän sekä sen elinkelpoisuuteen.
Miten painovoima vaikuttaa ilmakehään?
Planeetan painovoima on määräytyy sen massan ja säteen mukaan. Mitä suurempi massa planeetalla on, sitä voimakkaampi on sen painovoima. Mitä suurempi planeetan säde on, sitä heikompi on sen painovoima pinnalla. Painovoima vaikuttaa ilmakehään vetämällä kaasumolekyylejä kohti planeetan keskustaa. Planeetta, jolla on voimakkaampi painovoima, voi pitää kiinni enemmän kaasumolekyylistä kuin planeetta, jolla on heikompi painovoima. Tämä tarkoittaa, että suurilla planeetoilla on yleensä paksumpi ilmakehä kuin pienillä planeetoilla, ja kaikki muu on sama.
Painovoima ei kuitenkaan ole ainoa tekijä, joka vaikuttaa ilmakehän paksuuteen. Myös ilmakehän lämpötilalla on merkitystä.
Miten lämpötila vaikuttaa ilmakehään?
Ilmakehän lämpötila riippuu useista tekijöistä, kuten etäisyydestä auringosta, pinnan albedo (heijastuskyky), kasvihuoneilmiö (tiettyjen kaasujen lämmön vangitseminen) ja planeetan sisäinen lämpö. Lämpötila vaikuttaa ilmakehään määrittämällä, kuinka nopeasti kaasumolekyylit liikkuvat. Mitä korkeampi lämpötila, sitä nopeammin kaasumolekyylit liikkuvat. Mitä nopeammin ne liikkuvat, sitä todennäköisemmin ne pakenevat planeetan painovoimasta.
Tämä tarkoittaa, että kuumemmilla planeetoilla on yleensä ohuempi ilmakehä kuin kylmemmillä planeetoilla, ja kaikki muu on sama. Lämpötila ei kuitenkaan ole ainoa kaasumolekyylien karkaamiseen vaikuttava tekijä. Myös ilmakehän koostumus vaikuttaa.
Miten koostumus vaikuttaa ilmakehään?
Ilmakehän koostumus viittaa siihen, minkälaisia kaasuja se sisältää. Eri kaasuilla on erilaiset massat ja kemialliset ominaisuudet. Kaasumolekyylin massa vaikuttaa siihen, kuinka helposti se voi paeta planeetan painovoimasta. Mitä kevyempi kaasumolekyyli on, sitä helpommin se pääsee ulos. Mitä raskaampi kaasumolekyyli on, sitä vaikeampi se voi paeta.
Tämä tarkoittaa, että planeetat, joiden ilmakehä on runsaasti kevyitä kaasuja, kuten vetyä ja heliumia, menettävät niitä nopeammin kuin planeetat, joiden ilmakehä on runsaasti raskaita kaasuja. , kuten typpi ja happi. Kuitenkin myös kemiallisilla ominaisuuksilla on merkitystä. Jotkut kaasut voivat reagoida muiden planeetan pinnalla tai sen lähellä olevien aineiden kanssa muodostaen yhdisteitä, jotka eivät todennäköisesti pääse karkaamaan. Esimerkiksi happi voi reagoida raudan kanssa muodostaen ruostetta, joka jää pinnalle.
Miten planeetan koko on suhteessa sen ilmakehän paksuuteen? Esimerkki
Havainnollistaaksemme, kuinka nämä tekijät toimivat yhdessä, verrataan kahta aurinkokuntamme planeettaa: Maata ja Marsia. Maa on noin kaksi kertaa niin suuri kuin Mars säteellä ja noin 10 kertaa niin massiivinen. Maapallolla on voimakkaampi painovoima kuin Marsissa, mikä tarkoittaa, että se voi pitää kiinni enemmän kaasumolekyylistä kuin Mars. Maa on kuitenkin myös lämpimämpi kuin Mars, mikä tarkoittaa, että sen kaasumolekyylit liikkuvat nopeammin kuin Marsissa olevat.
Maan ilmakehä koostuu pääasiassa typestä ja hapesta, jotka ovat suhteellisen raskaita kaasuja, jotka eivät pääse karkaa helposti. Maan pinnalla on myös paljon vettä, mikä muodostaa pilviä ja sadetta, jotka kierrättävät joitain kaasuja takaisin ilmakehään. Maan ilmakehä on noin 100 kertaa paksumpi kuin Marsin ilmakehä.
Marsin ilmakehä koostuu enimmäkseen hiilidioksidista, joka on suhteellisen raskas kaasu, joka ei myöskään karkaa helposti. Marsin pinnalla on kuitenkin hyvin vähän vettä, mikä tarkoittaa, että siellä ei ole pilvi-tai sadekiertoa, joka täydentäisi joitakin kaasuja sen ilmakehässä. Marsilla on myös erittäin alhainen sisälämpö, mikä tarkoittaa, että sillä ei ole paljon vulkaanista aktiivisuutta tai levytektoniikkaa, joka voisi vapauttaa joitakin kaasuja sen sisältä. Marsin ilmakehä on hyvin ohut ja tuskin suojaa sen pintaa säteilyltä ja meteoroideilta.
Johtopäätös
Kuten olemme nähneet, planeetan koon suhteeseen ei ole yksinkertaista vastausta sen ilmakehän paksuuteen. Se riippuu useista tekijöistä, kuten painovoimasta, lämpötilasta, koostumuksesta ja muista prosesseista, jotka vaikuttavat siihen, miten kaasuja lisätään tai poistetaan ilmakehästä. Voimme kuitenkin sanoa, että yleisesti ottaen suurilla planeetoilla on yleensä paksumpi ilmakehä kuin pienillä planeetoilla, elleivät ne ole erittäin kuumia tai niissä on hyvin kevyitä kaasuja, jotka pääsevät helposti ulos.
Toivomme, että pidit tästä artikkelista ja opit jotain uutta upeasta aurinkokunnastamme!
