Jawaban singkat: Gas atmosfer tidak pernah meninggalkan Bumi, mereka ada di dalamnya!
Jawaban panjang untuk pertanyaan ini bukan hanya tentang kondisi planet saat ini, tetapi lebih pada proses yang membawa mereka ke sana. Mari kita mulai dari awal (tempat yang sangat bagus untuk memulai).
Tahun-tahun awal
Ketika tata surya kita mulai terbentuk 4,6 miliar tahun yang lalu, sebagian besar massa dari bagian awan molekul yang runtuh (lihat hipotesis Nebula ) dikumpulkan di pusat untuk membentuk Matahari. Massa yang tidak jatuh ke Matahari meninggalkan piringan protoplanet — awan debu dan gas — yang mengelilingi bintang baru. Secara bertahap, partikel debu mulai bersatu melalui pertambahan, menarik semakin banyak partikel ke dalam planet yang masih muda.
Dekat dengan Matahari, tempat Venus dan Bumi berada, terlalu panas bagi banyak partikel untuk mengembun, sehingga planet-planet di wilayah ini terbentuk dengan logam dan silikat, yang memiliki titik lebur tinggi. Inilah sebabnya mengapa empat planet di Tata Surya bagian dalam disebut planet "berbatu" atau "terestrial". Atmosfer paling awal di planet-planet ini mulai terbentuk dengan pengumpulan gas bertahap dari nebula matahari, sebagian besar hidrogen.
Goldilocks dan dua planet
Pada titik ini dalam evolusi kedua planet, mereka tampak sangat mirip, tetapi ada satu perbedaan utama: jarak ke Matahari. Bumi, tampaknya, beruntung berada di "zona Goldilocks", di mana suhunya tepat untuk mendukung kehidupan. Berada di zona ini memiliki dua implikasi utama: air cair dan, sebagai akibatnya, lempeng tektonik aktif. (Lihat artikel ini untuk pandangan mendalam mengapa keduanya terkait.)
Penyerap karbon
Di Bumi, ada banyak air yang terkandung dalam lautan cair. Di Venus, ini bukan masalahnya. Panasnya terlalu dekat dengan matahari, sehingga semua air menguap ke atmosfer. (Venus kemungkinan mengandung air cair pada tahap awalnya, tetapi semuanya menguap setelah satu miliar tahun atau lebih.) Kemungkinan juga bahwa Bumi muda pernah memiliki atmosfer yang padat dan menghukum seperti Venus sekarang. Namun, lautan permukaan dan lempeng tektonik keduanya menyediakan jalur yang cukup untuk gas untuk diserap ke permukaan bumi. Lautan dan lempeng tektonik menawarkan penyimpanan karbonat dalam jumlah besar, memungkinkan transfer dan keseimbangan senyawa karbon ke dan dari atmosfer.
Jadi sekarang kita memiliki dua hal yang memperkuat perbedaan antara atmosfer Bumi dan Venus:
- Penguapan air cair : Di Venus terlalu panas untuk ada air cair. Semua air telah menguap, menghasilkan atmosfer yang lebih padat. Di Bumi, air dapat berada di permukaan, mengurangi jumlah di atmosfer.
- Penyerap karbon : Air cair dan lempeng tektonik memungkinkan Bumi untuk menyerap sejumlah besar gas, memungkinkan atmosfer menipis senyawa tertentu seperti karbon dioksida. Tidak ada jalur seperti itu di Venus, memaksa semua gas tetap berada di atmosfer.
Dengan tidak adanya mekanisme utama untuk menyerap gas oleh planet ini, Venus mengalami efek rumah kaca yang tak terkendali.
Pelarian atmosfer
Anda menyebutkan Jeans melarikan diri. Memang benar bahwa efek ini lebih besar pada suhu yang lebih tinggi; Namun, jauh lebih mudah bagi molekul yang lebih kecil untuk lepas dari molekul yang lebih besar. Hidrogen dan helium, menjadi dua elemen terkecil, adalah yang paling banyak dipengaruhi oleh fenomena ini. Sebagai perbandingan, karbon dioksida, yang membentuk mayoritas atmosfer Venus, tidak banyak terpengaruh oleh pelarian Jeans.
Anda juga menyebutkan angin matahari. Sementara ini memainkan efek, terutama di planet-planet tanpa medan magnet, fenomena ini tidak sekuat yang Anda bayangkan. Sinar ultraviolet (yaitu radiasi photoionizing) menyebabkan ionisasi di wilayah paling atas atmosfer. Partikel bermuatan ini sekarang membentuk cangkang (disebut ionosfer) yang membelokkan angin matahari, seperti halnya medan magnet. Di Venus, atmosfer yang tebal memberikan lebih banyak partikel untuk ionisasi, menghasilkan defleksi yang lebih kuat. (Bandingkan dengan Mars, di mana angin matahari adalah mekanisme pelarian non-termal utama karena atmosfer tipis dengan beberapa partikel terionisasi.)
Mekanisme melarikan diri atmosfer utama untuk Venus sebenarnya sedikit lebih rumit. Dengan tidak adanya medan magnet, partikel bermuatan lebih mudah untuk melarikan diri. Secara khusus, elektron paling rentan karena massanya yang kecil. Ketika elektron melarikan diri, muatan bersih ionosfer bersandar positif, menyebabkan pengusiran ion positif, sebagian besar H + .
Kesimpulan
Sementara Bumi dan Venus terbentuk serupa, Bumi beruntung. Ia memiliki jalur untuk menghilangkan gas dari atmosfer, sedangkan Venus tidak. Selain itu, kedua planet tidak mengalami tingkat pelepasan atmosfer yang berbeda secara signifikan. Ini menghasilkan kepadatan atmosfer yang diketahui saat ini: 66 kg / m 3 untuk Venus dan hanya 1,2 kg / m 3 untuk Bumi.
Saya pikir jawaban dpwilson sangat bagus dan saya memilihnya, tetapi saya ingin memposting grafik ini dengan gambar lama bernilai sudut pandang seribu kata.
Mungkin. Tetapi selama tata surya awal, setelah matahari terbentuk dan mulai memancarkan cahaya dan nyala matahari, (dan matahari awal kemungkinan jauh lebih aktif dalam menembakkan semburan matahari sebagian karena rotasi yang lebih cepat), faktor kunci untuk dipertimbangkan adalah Garis Frost - yang jauh melewati bumi.
Jadi, 1 dari 2 hal bisa terjadi dalam pembentukan awal Tata Surya. Satu, planet-planet membentuk dan mengumpulkan es dan gas yang tersedia sebelum matahari mulai mencair / menjauhkan es dan gas di dalam garis es, atau 2, matahari terbentuk terlebih dahulu dan planet-planet dalam memiliki gas dan air yang sangat sedikit ketika terbentuk. . Mereka dibombardir oleh hidrogen yang dikeluarkan dari matahari, tetapi sebagian besar planet bagian dalam tidak pandai memegang hidrogen ini. Dalam skenario ke-2, setiap atmosfer dan air yang mereka dapatkan harus berasal dari dampak komet.
Atmosfer awal planet-planet dalam kebanyakan adalah CO2, CH4, NH3, mungkin beberapa N2. Jika Venus dikejutkan oleh beberapa komet tambahan, itu saja yang akan menjelaskannya dan itu tidak masuk akal secara statistik. Sekarang, saya tidak mengatakan ini yang terjadi, hanya itu mungkin. Venus mempertahankan sebagian besar CO2-nya, tetapi bisa kehilangan sebagian besar H20, CH3, NH3, mungkin N2 jika ada, yang mengarah ke sebagian besar atmosfer CO2 yang dimilikinya saat ini.
Secara teori juga mungkin bahwa dampak raksasa yang membentuk bulan juga menghempaskan banyak atmosfer awal Bumi. (tidak yakin akan hal itu tetapi penambahan panas dan rotasi yang sangat besar, itu mungkin).
Pada grafik di atas, ini menunjukkan Venus tidak akan kehilangan banyak H20, tetapi grafik lain memiliki Venus lebih dekat ke garis H20. (Google gas escape planet kecepatan untuk grafik lainnya)
Ini benar. Mungkin menjelaskan mengapa Venus memiliki begitu sedikit air yang umum di tata surya. Tetapi pada poin terakhir Anda, Venus memiliki medan magnet yang diinduksi - lihat di sini . dpwilson menjelaskan ini secara lebih rinci.
Saya kumpulkan masih ada ketidakpastian tentang persisnya atmosfer Bumi miliaran tahun yang lalu. Ini mungkin dimulai dengan atmosfer yang lebih padat daripada Venus saat ini, tetapi sulit untuk mengetahui dengan pasti (setidaknya, tidak ada yang saya baca menunjukkan kepastian pada subjek).
Patut ditunjukkan bahwa batu bara, minyak, dan gas alam tidak terbentuk secara alami, tetapi mereka adalah produk dari tanaman mati dan kehidupan laut yang terkubur selama ratusan juta tahun. Juga, banyak batuan yang kita lihat di sekitar kita mengandung Oksigen di dalamnya. Granit mengandung Oksigen, misalnya. (Tidak ada, atau setidaknya, sangat sedikit Granit di Venus). Penyerapan atmosfer oleh kehidupan di bumi dan dengan pengikatan Oksigen ke permukaan dan mineral lautan yang larut kemungkinan memainkan peran besar dalam menipiskan atmosfer Bumi. Kehidupan di bumi, dengan sendirinya, bisa cukup menjelaskan perbedaan di Bumi dengan atmosfer Venus.
Komet:
1) Komet dulunya lebih besar. Setiap melewati matahari, komet menyusut. Selain itu, bukan hanya komet, melainkan juga bulan yang berair seperti benda dan asteroid, yang, ketika Yupiter bermigrasi dan pemboman yang dahsyat terjadi, beberapa di antaranya mungkin cukup besar.
Lihat: Di Sini dan Di Sini dan Di Sini .
Selain itu, saya tidak mengatakannya sebagai definitif, saya mengatakan mungkin sebagian besar atmosfer Venus berasal dari serangan komet besar.
sumber
Tampaknya, ada teori-teori solid yang mengejutkan tentang mengapa Bumi dan Mars berhasil kehilangan sebagian besar gas atmosfernya, sementara Venus berhasil mempertahankan atmosfer yang paling menakjubkan.
Satu teori yang masuk akal dikemukakan oleh seorang ahli kimia terkemuka Octave Levenspiel et alii, berdasarkan penelitian Soviet lama tentang komposisi kerak bumi yang dilakukan pada 1950-an (saya tidak dapat menemukan pembaruan substansial untuk model komposisi kerak yang dikembangkan sejak saat itu).
Sekilas, teorinya bekerja sebagai berikut:
Garis besar teori ini dapat dilihat di sini: http://pubs.acs.org/subscribe/archive/ci/30/i12/html/12learn.html
Saya berharap bahwa beberapa jawaban di sini dapat menyarankan teori alternatif yang masuk akal. Khususnya:
sumber