Гидродинамическая диссипация
Гидродинамическая диссипация — природное явление при диссипации атмосфер, в ходе которого происходит потеря тяжелых газов в космос путем столкновения молекул тяжелых газов с молекулами более легких газов. Одним из следствий этого процесса в эволюции атмосфер является их изотопное фракционирование или аномальное содержание более тяжелых изотопов газов.
Общие сведения[править | править код]
Гидродинамическая диссипация происходит в виде сопутствующего процесса при выбросе легких атомов из атмосферы, которые из-за столкновений с другими атомами также вовлекают в этот процесс более тяжелые атомы. Самая тяжелая разновидность атома, которую можно удалить из атмосферы таким образом, называется перекрестной массой[1]. Основными источниками энергии диссипации атмосфер являются жесткое космическое излучение и частицы межпланетной плазмы или солнечный ветер[2].
Наиболее характерным результатом гидродинамической диссипации в атмосферах планет является их изотопное фракционирование, которое сказывается в соотношении различных изотопов благородных газов (20Ne/22Ne, 36Ar/38Ar, 78,80,82,83,86Kr/84Kr, 124,126,128,129,131,132,134,136Xe/130Xe) или изотопов водорода (D/H). Ниже приводится таблица с соотношениями изотопов благородных газов для планет земной группы с атмосферами в сравнении с их соотношениями на Солнце и в хондритах.
| 36Ar/38Ar | 20Ne/22Ne | 82Kr/84Kr | 128Xe/130Xe | |
|---|---|---|---|---|
| Солнце | 5,8 | 13,7 | 20,501 | 50,873 |
| CI хондрит | 5,3±0,05 | 8,9±1,3 | 20,149±0,08 | 50,73±0,38 |
| Венера | 5,56±0,62 | 11,8±0,7 | -- | -- |
| Земля | 5,320±0,002 | 9,8±0,08 | 20,217±0,021 | 47,146±0,047 |
| Марс | 4,1±0,2 | 10,1±0,7 | 20,54±0,2 | 47,67±1,03 |
Примечания[править | править код]
- ↑ Hunten, Donald M.; Pepin, Robert O.; Walker, James C. G. (1987-03-01). "Mass fractionation in hydrodynamic escape". Icarus (англ.). 69 (3): 532—549. Bibcode:1987Icar...69..532H. doi:10.1016/0019-1035(87)90022-4. hdl:2027.42/26796. ISSN 0019-1035.
- ↑ Pater, Imke De. Planetary sciences : [англ.] / Imke De Pater, Jack Jonathan Lissauer. — Cambridge University Press, 2001. — P. 129. — ISBN 0-521-48219-4.
- ↑ Pepin, Robert O. (1991-07-01). "On the origin and early evolution of terrestrial planet atmospheres and meteoritic volatiles". Icarus (англ.). 92 (1): 2—79. Bibcode:1991Icar...92....2P. doi:10.1016/0019-1035(91)90036-S. ISSN 0019-1035.