Bisakah planet tektonik tidak aktif mempertahankan atmosfer jangka panjang?

Dapatkah sebuah planet menjadi tidak aktif secara tektonik dan masih mempertahankan magnetosfer dan atmosfer yang dilindungi? Bagaimana cara kerjanya?

Bagaimana lagi sebuah planet dapat mempertahankan atmosfer tebal seperti Bumi untuk periode waktu yang lama?

Catatan, saya tidak bertanya tentang ilmu bumi SE, karena, pertanyaannya bukan tentang Bumi. Aku berharap ada semacam teori astronomi untuk lainnya potensi planet layak huni.

Ya, planet tektonik yang tidak aktif dapat mempertahankan atmosfer jangka panjang.

Anda membuat hubungan bahwa kurangnya lempeng tektonik di sebuah planet menunjukkan inti "mati" dan karenanya planet tersebut tidak memiliki magnetosfer. Dengan demikian, saya akan menafsirkan pertanyaan Anda sebagai, dapatkah sebuah planet tanpa magnetosfer mempertahankan atmosfer jangka panjang? Sebagai bukti, saya mempersembahkan Venus.

Medan Magnet Venus

Venus adalah planet tanpa magnetosfer yang dihasilkan oleh inti. Diperkirakan bahwa penyebabnya adalah laju rotasi lambat Venus (hampir 243 hari) dan kurangnya konveksi, memungkinkan gerakan massal di inti. Seperti yang saya yakin Anda tahu, Anda perlu muatan bergerak untuk membuat medan magnet dan inti Venus tidak bergerak. Dengan demikian, kita melihat bahwa Venus adalah planet mati tektonik - permukaannya kira-kira berumur 500 juta tahun, sedangkan permukaan bumi didaur ulang setiap 100 juta tahun atau kurang karena lempeng tektonik kita.

Sekarang, Venus tidak sepenuhnya tanpa medan magnet. Ironisnya, tidak adanya magnetosfer memungkinkan pembentukan medan magnet oleh atmosfernya. Karena radiasi matahari kurang lebih langsung mengenai atmosfer, Venus memiliki ionosfer yang kuat. Ketika Anda mendapatkan banyak partikel bermuatan yang bergerak di atmosfer, Anda mendapatkan medan magnet. Tetapi secara keseluruhan, bidang ini sangat, sangat lemah dibandingkan dengan magnetosfer sejati seperti yang kita miliki di Bumi.

Saya menemukan sumber yang banyak berbicara tentang konsep ini dan mengapa Venus tidak memiliki magnetosfer. Lihatlah untuk mendapatkan lebih banyak detail mendalam.

Atmosfer Venus

Jadi, Venus tidak memiliki magnetosfer yang cukup besar (atau lempeng tektonik). Mengapa ada atmosfer? Dan bocah itu memiliki atmosfer. Tekanan permukaan di Venus diperkirakan .$\sim93\:\mathrm{atm}$

Singkatnya, jawabannya adalah bahwa genangan angin matahari terhadap atmosfer belum tentu merupakan faktor utama penyebab hilangnya atmosfer. Itu bisa, tetapi tidak selalu. Sebagai contoh, Merkurius, planet lain dengan magnetosfer yang lemah (tetapi tidak nol), tidak memiliki atmosfer (jika memang pernah ada) karena sangat dekat dengan Matahari sehingga angin matahari mungkin meniup atmosfer itu sejak lama. Venus di sisi lain cukup jauh sehingga angin matahari tidak bisa melepaskan atmosfer. Di sini saya akan mengutip wikipedia secara langsung (penekanan milik saya).

Kurangnya medan magnet tidak menentukan nasib atmosfer planet. Venus, misalnya, tidak memiliki medan magnet yang kuat. Kedekatannya dengan Matahari juga meningkatkan kecepatan dan jumlah partikel, dan mungkin akan menyebabkan atmosfer dilucuti hampir seluruhnya, seperti halnya Mars. Meskipun demikian, atmosfer Venus adalah dua ordo magnitudo lebih padat daripada Bumi. Model terbaru menunjukkan bahwa pengupasan oleh angin matahari menyumbang kurang dari 1/3 dari total proses kerugian non-termal.

Kerugian Atmosfer

Jika angin matahari bukanlah faktor penyebab hilangnya atmosfer, apakah itu? Jawabannya adalah proses yang dikenal sebagai Jean's Escape . Sederhananya, agar partikel-partikel gas di atmosfer lepas ke angkasa, mereka membutuhkan energi yang cukup untuk keluar dari gravitasi planet dengan baik. Beberapa partikel akan memiliki energi itu dan dengan demikian melarikan diri ke ruang angkasa. Seiring waktu, atmosfer memudar, sedikit demi sedikit (ini juga terjadi pada Bumi!).

Faktor-faktor yang berkontribusi pada tingkat di mana sebuah planet kehilangan atmosfernya adalah hal-hal seperti massa dan jari-jari planet, dan massa partikel atmosfer. Mari kita lihat Venus. Ini sebanding dalam massa dan ukuran dengan Bumi dan memiliki gravitasi yang cukup besar. Untuk sesuatu yang lolos dari Venus, ia harus melaju pada (dibandingkan dengan di Bumi ). Tetapi, bagi Venus, faktor terpenting adalah bahwa atom dan molekul di atmosfernya berat. Ini hampir seluruhnya ( ) karbon dioksida yang memiliki massa . Itu berarti, peluang partikel sebesar itu mendapatkan energi untuk melarikan diri sangat kecil.$10.4\:\mathrm{km/s}$$11.2\:\mathrm{km/s}$$\sim97\%$$\sim44\:\mathrm{amu}$

Out-gassing

Hanya satu poin lagi untuk ditambahkan ke ini. Orang mungkin berpendapat bahwa kemungkinan atmosfer adalah / dapat diisi ulang terus menerus, tetapi itu tidak akan berfungsi di sini karena kita mengasumsikan planet ini mati secara tektonik. Anda tidak bisa benar-benar mengeluarkan gas di planet tanpa permukaan aktif.

Kesimpulan

Ada banyak faktor yang menentukan pelarian atmosfer. Planet yang berbeda akan kehilangan atmosfernya karena berbagai alasan. Namun, sangat mungkin bagi sebuah planet, dalam kondisi yang tepat, untuk mempertahankan atmosfer dalam jangka panjang, meskipun tidak memiliki magnetosfer global. Seperti yang dapat kita lihat dari Venus, kondisi umumnya bahwa planet itu harus cukup jauh dari bintang, atmosfernya harus cukup padat dan terdiri dari partikel-partikel berat, dan planet itu sendiri harus cukup besar untuk memiliki gravitasi yang cukup baik. Jika semua kondisi ini terpenuhi, sebuah planet dapat mempertahankan atmosfer tanpa memiliki magnetosfer untuk melindunginya.