Abenteuer-Universum

Forscher finden immer mehr Hinweise dafür, dass der Mars einst eine Atmosphäre hatte, die der der Erde nicht unähnlich war. Nun haben Forscher ermittelt, wieviel Gas von der Sonne entfernt wurde und allein das reichte aus zur Schaffung des Roten Planeten

https://www.heise.de/newsticker/meldung ... 72127.html

Warum ging das der Erde nicht auch so? Tippe auf unser Magnetfeld.

Hallo Frank,
ich vermute eher, daß die geringere Gravitation des Mars von nur ca.38% gegenüber der Erde dafür verantwortlich ist. Das Magnetfeld selber hält die nichtmagnetische Luft nicht fest. Es schützt die Erde großenteils vor geladenen Sonnenteilchen, bzw.lenkt sie in Polnähe.
Sonst müsste die noch dichter liegende Venus erst recht keine Atmosphäre mehr haben. Venus hat ja auch kein Magnetfeld und besitzt ja eine viel dichtere Gashülle.
Aber ganz genau weiß ich es auch nicht.

Grüße Armin

Bei der Erde dürfte es so sein, dass sie ihre Atmosphäre selber ständig erneuerte - anfangs durch intensiven Vulkanismus, später dann biologisch (Algen, Pflanzen), was der Mars wohl nicht konnte. Das Magnetfeld hatte sicherlich auch einen Einfluss, indem es den Sonnenwind zum großen Teil um den Planeten lenkte ("van Allen- Gürtel"). Die höhere Gravitation kommt natürlich auch hinzu.

Gruß
gravi

gravi hat geschrieben: ↑

1. Apr 2017, 19:12

Bei der Erde dürfte es so sein, dass sie ihre Atmosphäre selber ständig erneuerte - anfangs durch intensiven Vulkanismus, später dann biologisch (Algen, Pflanzen), was der Mars wohl nicht konnte. Das Magnetfeld hatte sicherlich auch einen Einfluss, indem es den Sonnenwind zum großen Teil um den Planeten lenkte ("van Allen- Gürtel"). Die höhere Gravitation kommt natürlich auch hinzu.

Gruß
gravi

Ich denke auch das bei der Erde das Recycling , durch die Plattentektonik , zusammenwirkend mit dem Magnetfeld eine stabile Lufthülle dauerhaft ermöglichte.
Dann bleibt aber immer noch die Venus,fast gleichschwer wie die Erde, kaum ein Magnetfeld und wesentlich näher an der Sonne.
Einzige Möglichkeit sehe ich in ultrastarkem Vulkanismus. Das würde auch die sehr junge Oberfläche der Venus erklären.

Frank hat geschrieben: ↑

2. Apr 2017, 20:09

Dann bleibt aber immer noch die Venus,fast gleichschwer wie die Erde, kaum ein Magnetfeld und wesentlich näher an der Sonne.

Da stecken viele interessante Fragen dahinter:
Hat die Venus kein Magnetfeld weil sie nur sehr langsam rotiert? Hat der Mars kein Magnetfeld weil er im Gegensatz zur Venus zwar recht schnell rotiert wie die Erde aber wesentlich kleiner ist?

Da die Venus im Gegensatz zum Mars eine Atmosphäre hat stellt sich die Frage unter welchen Bedingungen ein Planet eine Atmosphäre halten kann?
Ist dieses von einem Magnetfeld abhängig oder von der Grösse und somit der Gravitation abhängig?

Frank hat geschrieben: ↑

2. Apr 2017, 20:09

Ich denke auch das bei der Erde das Recycling , durch die Plattentektonik , zusammenwirkend mit dem Magnetfeld eine stabile Lufthülle dauerhaft ermöglichte.

Da frage ich Dich nochmal: demnach würde es bedeuten dass eine Atmosphäre nur dauerhaft haltbar ist wenn sie ständig durch geologische
und biologische Prozesse erneuert wird?

Viele Grüsse

Dares

gravi hat geschrieben: ↑

1. Apr 2017, 19:12

Bei der Erde dürfte es so sein, dass sie ihre Atmosphäre selber ständig erneuerte - anfangs durch intensiven Vulkanismus, später dann biologisch (Algen, Pflanzen), was der Mars wohl nicht konnte. Das Magnetfeld hatte sicherlich auch einen Einfluss, indem es den Sonnenwind zum großen Teil um den Planeten lenkte ("van Allen- Gürtel").

Ständig erneuern wäre ja auch ein Masse-Verlust, bzw keine echte Lösung.

Das mit dem Van-Allen-Belt halte ich für Quatsch... man kann eine Kugel nicht voll abschirmen, indem man Dinge vollständig drumherum lenkt.
Entweder die schweren Partikel werden mit Linksdrall abgelenkt oder mit Rechtsdrall, je nachdem was bei der Erde der Fall ist, gibt es irgendwo davor oder dahinter eine offene Stelle im Schirm.
Und die leichten Teilchen "stauen" sich mehr in viel kleineren Zirkeln, was die Atmosphäre eben nicht wirklich schützt, aber die Erdpberfläche (Das wäre ohne Magnetfeld vermutlich ähnlich passiert, wegen des elektrischen Gefälles von 100V pro Höhenmeter).

Die Atmosphäre der Erde ist zum Teil auch weg geblasen, genauso wie beim Mars. Sowohl Erde als auch Mars haben nur knapp oberhalb ihrer festen Oberfläche nur eine gaaanz dünne Schicht Gas.
Die Frage ist immer, ob die Bewegungsenergie der Luftmoleküle ausreicht, um den Gravitationstopf zu verlassen.
Reibung an Erdoberfläche und Berge spielen hierbei auch eine Rolle, welche höhere Luftgeschwindigkeiten automatisch ausbremsen.

Zum Verlust der Atmosphöre spielen die Kombination aus Temperatur, Gravitationstopf und planetarer Radius meiner Meinung nach mehr eine Rolle.

Das Magnetfeld zum Umlenken der Teilchen "drumrum" als Argumentation ist so, als würde man versuchen einem Baum grundsätzlich durch eine Links-Kurve auszuweichen, egal ob man knapp links, frontal drauf oder knapp rechts an ihm vorbei gefahren wäre... so wie wir das in der Schule gelernt haben ist es mngbMn jedenfalls grundsätzlich falsch.

Also das mit der Venus ist schon interessant, warum die eine äußerst diche Atmosphäre hat, der Mars aber fast keine mehr, obwohl beide kaum ein Magnetfeld besitzen.

Dares hat geschrieben: ↑

3. Apr 2017, 00:02

Da die Venus im Gegensatz zum Mars eine Atmosphäre hat stellt sich die Frage unter welchen Bedingungen ein Planet eine Atmosphäre halten kann?
Ist dieses von einem Magnetfeld abhängig oder von der Grösse und somit der Gravitation abhängig?

Also der Haupteinfluss wird auch meiner Meinung nach in der Größe eines Planeten zu suchen sein, dann in seiner Nähe zur Sonne und in seinem Magnetfeld und seiner geologischen Aktivität und welcher Art diese ist.

Der Erdmond hat keine Atmosphäre, Merkur auch nicht, Venus und Erde haben eine, die Gasplaneten weiter draußen bestehen hauptsächlich aus Atmosphäre und auch einige Monde bei Jupiter, Saturn, usw. haben eine dichte Atmosphäre, obwohl sie viel kleiner als der Mars sind.

Dann kommt es noch darauf an, aus welchen Elementen die Atmosphäre besteht: Wasserstoff kann viel leichter/schneller vom Sonnenwind fortgeblasen werden als schwerere Elemente wie Sauerstoff, Stickstoff oder Argon.

Nach heutiger Meinung hat die Venus immerhin einen Großteil ihres Wassers durch den Sonnenwind in Kombination mit fehlendem Magnetfeld und ihrer Nähe zur Sonne verloren.
Das heutige CO2 und die Schwefelsäure auf der Venus sind aber schwieriger so zu entfernen, heißt: das dauert länger.

Dares hat geschrieben: ↑

3. Apr 2017, 00:02

Da frage ich Dich nochmal: demnach würde es bedeuten dass eine Atmosphäre nur dauerhaft haltbar ist wenn sie ständig durch geologische
und biologische Prozesse erneuert wird?

Wir dürfen hier nicht in den Kategorien "dauerhaft" und "nicht-dauerhaft" denken, denn nichts ist wirklich dauerhaft. Es geht hier um Prozesse und darum, wie lange ein Planet seine Atmosphäre zu wie viel Prozent erhalten kann, bei uns also über eine Zeitspanne von ein paar Milliarden Jahren (denn über hypothetisch unendlich lange Zeitspannen gerechnet, würde jede Atmosphäre eines jeden Planeten im Sonnensystem schließlich von dem ebenso hypothetisch unendlich lange konstant wehenden Sonnenwind irgendwann komplett fortgeblasen werden, auch die Atmosphären von Jupiter und Saturn).

Da Venus und Erde größer als der Mars sind, konnten sie von Anfang an eine massigere Atmosphäre aufbauen, mehr Atmosphäre bedeutet, es dauert länger das fortzublasen und erschwert wird das durch die größere Gravitation auch.
Dann sind Erde und Venus bis heute geologisch aktiv, heißt, sie haben Vulkanismus, der Gase in die Atmosphäre nachfüttert, der Mars ist dagegen wohl schon lange geologisch recht inanktiv.

Ich denke in diesen speziellen Kombinationen steckt die Lösung der unterschiedlichen Atmosphärenentwicklungen drin.

Dares hat geschrieben: ↑

3. Apr 2017, 00:02

Hat die Venus kein Magnetfeld weil sie nur sehr langsam rotiert?

Ja, mindestens deshalb. Für ein starkes Magnetfeld wie dem der Erde braucht es mehrere Zutaten: Eine hohe Metallizität in einem genügend großen Kern (Eisen, Nickel), einen flüssigen Mantel darüber mit genügend starken Konvektionsströmungen/Walzen und eine schnelle Eigenrotation des Planeten. Fehlt nur eines davon ist das Magnetfeld sozusagen futsch.

Mars leicht, kein Magnetfeld (Sonnenwind), kein Vulkanismus (kein nachschub), aber noch nah genug an sonne (hochtemperatur-Anteile der boltsmannverteilung können entweichen.

Erde: schwer genug, Magnetfeld der sonnewind ablenkt, Vulkanismus der nachlädt überwiegt den verlust durch hochtemperaturanteile

venus: schwer genug, wahnsiniger Vulkanismus der ständig nachlädt überwiefgt anscheinend deutlich hochtemperaturverlust.

im vgl zur venus ist unsere atmossphäre ja auch recht dünn.

Hallo Seeker,
bis auf den Saturnmond Titan, hat keiner der Monde eine dichte Atmosphäre.

Grüße Armin

AstroFan hat geschrieben: ↑

3. Apr 2017, 21:51

bis auf den Saturnmond Titan, hat keiner der Monde eine dichte Atmosphäre.

Der dafür aber eine sehr dichte.

Freundliche Grüsse, Ralf

seeker hat geschrieben: ↑

3. Apr 2017, 15:48

Der Erdmond hat keine Atmosphäre, Merkur auch nicht, Venus und Erde haben eine, die Gasplaneten weiter draußen bestehen hauptsächlich aus Atmosphäre und auch einige Monde bei Jupiter, Saturn, usw. haben eine dichte Atmosphäre, obwohl sie viel kleiner als der Mars sind.

Hallo zusammen,

auch wenn das hier off-topic ist: was ist eigentlich mit den Kometen, sobald sie hinreichend sonnennahe sind und eine Coma ausbilden: macht es Sinn, diese als "dichte Atmosphäre" bezeichnen ?


Freundliche Grüsse, Ralf

Hallo Ralf,
die Koma eines Kometen ist immer noch ein Hochvakuum. Es ist da kaum sinnvoll von einer Atmosphäre zu sprechen. Natürlich ist das Definitionssache...ab wievielen Teilchen pro Raumeinheit spricht man von einer Atmosphäre.
Die Marsluftdichte entspricht in etwa der Erdluft in 35 km Höhe, also ist schon sehr dünn. Trotzdem ist sie noch so dicht, daß sie zum Abbremsen von Raumsonden genutzt werden kann, bzw. auf der Erde ist noch genug Auftriebskraft für Stratosphärenballons in der Höhe vorhanden.
Die Ausgasungsprodukte bei Kometen verlieren sich ja sofort in den Weltraum und verdünnen sich dort, ohne Chance von der äußerst geringen Kometenschwerkraft festgehalten werden zu kö
nen.

Viele Grüße
Armin

AstroFan hat geschrieben: ↑

3. Apr 2017, 21:51

Hallo Seeker,
bis auf den Saturnmond Titan, hat keiner der Monde eine dichte Atmosphäre.

Grüße Armin

Wobei man hier sagen muss, dass diese Atmosphäre sich wohl auch nur wegen der sehr tiefen Temperatur hällt. Unter Bedingungen wie in der habitablen Zone, wird auch ein Titan seine Atmosphäre wohl nicht halten können.

Skeltek hat geschrieben: ↑

3. Apr 2017, 14:38

Ständig erneuern wäre ja auch ein Masse-Verlust, bzw keine echte Lösung.

So ganz einfach ist das nicht. Die Erde nimmt auch etwas zu.

https://www.youtube.com/watch?v=86VppqTSNwc

Skeltek hat geschrieben: ↑

3. Apr 2017, 14:38

Das mit dem Van-Allen-Belt halte ich für Quatsch... man kann eine Kugel nicht voll abschirmen, indem man Dinge vollständig drumherum lenkt.
Entweder die schweren Partikel werden mit Linksdrall abgelenkt oder mit Rechtsdrall, je nachdem was bei der Erde der Fall ist, gibt es irgendwo davor oder dahinter eine offene Stelle im Schirm.
Und die leichten Teilchen "stauen" sich mehr in viel kleineren Zirkeln, was die Atmosphäre eben nicht wirklich schützt, aber die Erdpberfläche (Das wäre ohne Magnetfeld vermutlich ähnlich passiert, wegen des elektrischen Gefälles von 100V pro Höhenmeter).

Unser Strahlungsgürtel lässt schon etwas durch(Polarlichter), aber im Großen und Ganzen schirmt er die Erde wunderbar ab.

Skeltek hat geschrieben: ↑

3. Apr 2017, 14:38

Die Atmosphäre der Erde ist zum Teil auch weg geblasen, genauso wie beim Mars. Sowohl Erde als auch Mars haben nur knapp oberhalb ihrer festen Oberfläche nur eine gaaanz dünne Schicht Gas.
Die Frage ist immer, ob die Bewegungsenergie der Luftmoleküle ausreicht, um den Gravitationstopf zu verlassen.
Reibung an Erdoberfläche und Berge spielen hierbei auch eine Rolle, welche höhere Luftgeschwindigkeiten automatisch ausbremsen.

Im Grunde ist die Erde ein insich geschlossenes System. Natürlich entkommt auch Material ins All, aber das hällt sich in Grenzen. Dazu hat die Erde auch noch genug zum Ausgasen.
Wenn so ein Supervulkan mal wieder zum Leben erwacht, werden die Karten hier auf der Erde eh wieder neu gemischt....

@Astrofan: Ja, hast Recht, es gibt hier nur den Titan, hatte ich falsch erinnert.

Frank hat geschrieben: ↑

4. Apr 2017, 10:14

Wobei man hier sagen muss, dass diese Atmosphäre sich wohl auch nur wegen der sehr tiefen Temperatur hällt. Unter Bedingungen wie in der habitablen Zone, wird auch ein Titan seine Atmosphäre wohl nicht halten können.

Es kommt noch etwas Spezielles dazu:
Der Titan hat zwar praktisch kein eigenes Magnetfeld gegen den Sonnenwind, braucht er aber auch gar nicht, weil er die meiste Zeit vom Magnetfeld des Saturn geschützt ist. Nur wenn die Sonne besonders aktiv ist und der Titan grad auf der sonnenzugewandten Seite des Saturn ist, kriegt er etwas ab.
Ich finde das ist eine interessante Sache, wenn man an extrasolare Systeme denkt: lebensfreundliche Monde könnten dort auch dann lange lebensfreundlich sein, wenn sie gar kein eigenes Magnetfeld besitzen und stattdessen unter dem Magnetfeld eines großen Gasplaneten Schutz finden.

Dabei ne Frage: Da könnte man sich doch wundern, dass der Titan der einzige hier ist, warum z.B. haben die großen Jupitermonde praktisch keine Atmosphäre halten können?
Nicht mal Io mit seinem starken Vulkanismus hat eine nennenswerte Atmosphäre.

AstroFan hat geschrieben: ↑

4. Apr 2017, 05:44

Hallo Ralf,
die Koma eines Kometen ist immer noch ein Hochvakuum. Es ist da kaum sinnvoll von einer Atmosphäre zu sprechen. Natürlich ist das Definitionssache...ab wievielen Teilchen pro Raumeinheit spricht man von einer Atmosphäre.

Ja klar, für unser Thema hier können wir aber Parallelen erkennen: Auch Kometen verlieren bei jedem Umlauf Masse durch den Sonnenwind, gibt dann nen schönen Schweif und wenn der Komet sich wieder von der Sonne entfernt kann er nicht alles Material wieder einsammeln.

AstroFan hat geschrieben: ↑

4. Apr 2017, 05:44

Hallo Ralf,
die Koma eines Kometen ist immer noch ein Hochvakuum. Es ist da kaum sinnvoll von einer Atmosphäre zu sprechen.

Hallo Armin,

stimmt das ? Was D schreibst gilt zweifelsohne für Kometenschweife, d.h. wenn da wieder einmal der Schweif eines Kometen durch die Erde geht (also eher umgekehrt, d.h. die Erde den Schweif eines Kometen durchquert), dann ist das weit dünner als ein technisches Hochvakuum.

Aber ein Schweif ist Millionen von Kilometern lang, während die Koma nur "wenige" ¹ Kilometer um den Kometen herum ist. Ist das immer noch ein Hochvakuum ?


Freundliche Grüsse, Ralf


¹ Man muss den Koma-Begriff noch weiter einengen: so gibt es auch ein von der Erde aus nicht beoabchtbares UV-Koma, welches beim Hale-Bopp'schen Kometen einen Durchmesser von immerhin 1 AE aufwies ... - vielleicht mache ich einen eigenen Thread zu diesem Thema auf.

seeker hat geschrieben: ↑

4. Apr 2017, 13:02

Es kommt noch etwas Spezielles dazu:
Der Titan hat zwar praktisch kein eigenes Magnetfeld gegen den Sonnenwind, braucht er aber auch gar nicht, weil er die meiste Zeit vom Magnetfeld des Saturn geschützt ist. Nur wenn die Sonne besonders aktiv ist und der Titan grad auf der sonnenzugewandten Seite des Saturn ist, kriegt er etwas ab.
Ich finde das ist eine interessante Sache, wenn man an extrasolare Systeme denkt: lebensfreundliche Monde könnten dort auch dann lange lebensfreundlich sein, wenn sie gar kein eigenes Magnetfeld besitzen und stattdessen unter dem Magnetfeld eines großen Gasplaneten Schutz finden.

Naja, bitte vergiss nicht, welche Strahlungsquellen die Gasriesen in Wirklichkeit sind. Der Sonnenwind ist da im Vergleich fast zu vernachlässigen.
Dazu kommen die Gezeitenkräfte.
Im direkten Einflußbereich von Jupiter wäre höheres Leben auf keinen Fall möglich.

Hallo Ralf,
die Koma ist riesengroß. Siehe mal nachfolgendes Beispiel:

http://m.spiegel.de/wissenschaft/weltall/a-518910.html

Viele Grüße
Armin

Da ich kein Halbwissen verbreiten möchte, hab ich die Frage zur Kometenatmosphäre mal auf dem Astrotreff gestellt.

http://www.astrotreff.de/topic.asp?TOPI ... hichpage=1#

Viele Grüße
Armin

Frank hat geschrieben: ↑

4. Apr 2017, 14:21

Naja, bitte vergiss nicht, welche Strahlungsquellen die Gasriesen in Wirklichkeit sind. Der Sonnenwind ist da im Vergleich fast zu vernachlässigen.
Dazu kommen die Gezeitenkräfte.
Im direkten Einflußbereich von Jupiter wäre höheres Leben auf keinen Fall möglich.

Ja, schon, könnte ein Problem sein.
Auf der anderen Seite ist Saturn da viel ruhiger, hat auch genügend Magnetfeld aber bei weitem keinen so starken Strahlungsgürtel.
Und Atmosphären können ja auch viel Strahlung unschädlich machen und die Gezeitenkräfte sind auch eine Frage des Abstands.
Stell dir mal einen Saturn vor, der seine Sonne in der habitablen Zone umkreist und der wiederum von großen Monden umkreist wird.
Das könnte manchmal gar nicht so schlecht ausschauen, könnte ich mir vorstellen.

AstroFan hat geschrieben: ↑

4. Apr 2017, 14:35

die Koma ist riesengroß. Siehe mal nachfolgendes Beispiel:

http://m.spiegel.de/wissenschaft/weltall/a-518910.html

Hallo Armin,

erinnere mich bloss nicht daran ! Zum Glück war es an jenem Abend bei uns bewölkt, sonst hätte das die grösste Blamage meiner astronomischen Karriere zur Folge gehabt:

ich hätte sofort bemerkt, dass da ein Stern zuviel im Perseus steht und wäre zum nächsten Internet gelaufen und hätte eine Supernova gemeldet. Wie kann man den ahnen, dass da ein kurzperiodischer Komet der JFC einen kreisrunden Outburst über 14 Grössenklassen erlitten hatte ?


Freundliche Grüsse, Ralf

Zum Gasdruck in der Koma eines Kometen hab ich das hier gefunden (Größenordnung wie erwartet):

Die Gasdichte in der Koma eines Kometen beträgt etwa 10.000 bis 1.000.000 pro cm³. Dies entspricht etwa einem tausendstel der Dichte, die im besten heute herstellbaren Hochvakuum herrscht. Deswegen besteht auch keine Gefahr, wenn die Erde in den Schweif oder sogar in die Koma eines Kometen eindringen würde. Allein der unwahrscheinliche Zusammenstoß mit einem Kometenkern würde ähnlich ungünstige Auswirkungen wie ein Asteroidenzusammenstoß nach sich ziehen.

Also 10^4 bis 10^6 Teilchen pro cm³...

Zum Vergleich:
Bei unserer Luft hier sind unter Normalbedingungen (0° C, 1000 mbar) etwa 2,55 x 10^19 Teilchen pro cm³.

Hätte die Koma auch 0° entspräche das etwa 4 x 10^-13 mbar bis 4 x 10^-11 mbar. Das ist Ultrahochvakuum (und nö, das kann man auf der Erde noch herstellen).
Für ne bessere Abschätzung müsste man nun noch die Temperatur kennen, kennt die einer?
p/T = konst., p1 x T2 = p2 x T1

seeker hat geschrieben: ↑

4. Apr 2017, 16:37

Die Gasdichte in der Koma eines Kometen beträgt etwa 10.000 bis 1.000.000 pro cm³. Dies entspricht etwa einem tausendstel der Dichte, die im besten heute herstellbaren Hochvakuum herrscht. Deswegen besteht auch keine Gefahr, wenn die Erde in den Schweif oder sogar in die Koma eines Kometen eindringen würde. Allein der unwahrscheinliche Zusammenstoß mit einem Kometenkern würde ähnlich ungünstige Auswirkungen wie ein Asteroidenzusammenstoß nach sich ziehen.

Hallo seeker,

besten Dank. Hier noch der Link dazu.


Freundliche Grüsse, Ralf

Luckhorst...ein vorzügliches Beispiel für einen Beitrag, geprägt von einem Maximum an Nullkonstruktivität, du uns gegeben hast!

Luckhurst hat geschrieben: ↑

5. Apr 2017, 06:47

ralfkannenberg hat geschrieben: ↑

4. Apr 2017, 16:16

erinnere mich bloss nicht daran !

Warum nicht, hier geht es doch um den Kometen und nicht um dich!

ralfkannenberg hat geschrieben: ↑

4. Apr 2017, 16:16

Zum Glück war es an jenem Abend bei uns bewölkt, sonst hätte das die grösste Blamage meiner astronomischen Karriere zur Folge gehabt: ich hätte sofort bemerkt...

Naja dass du uns das als deine größte Blamage verkaufen willst klingt irgendwie schon ein bisschen nach Angeberei, findest du nicht?

Ihr "Comeback" braucht hier niemand !!