[揽瓜阁精读] 6. 金星氢气逃逸

emmafaith

感谢🙏

emmafaith

Hydrodynamic escape指的是 热力大气逃逸机制，可以使行星大气层中的heavier的原子通过collision随着lighter的原子逃逸出去；

P1:逃逸理论
-富含氢气的大气层最有可能会发生hydrodynamic escaple，因为氢气会pick up并且drag along公众的分子和原子；
-类比：沙漠里的风会带走成土，但是不会带走鹅卵石和圆石，分子和原子的weight越大，氢气带走的就越少；
-Thus，大气层中的现在的组成成分composition可以揭示escape这个过程以前是否存在过；

P2: 在HD20b这个行星上有escape
-太阳系外观测到过escape，在HD20b行星上
-AVM和他的同事在2003年报告了HD行星上富含氢气，后续发现了大气里还有很多碳元素和氧气；
-碳和氧气自己太重了，只能和氢气一起escape；
- hydrodynamic escape可以揭示为什么没有大行星比HD20b更靠近自己的恒星；
-For（因为），行星轨道半径只有HD一半的那些行星上的escape在a few billion years里面抽干了整个大气层，导致只剩下scorched remnant（枯竭的残留，remnent所以就更轻更小了，不是large而是small planet了）

P3:
-HD的证据增加了1980年有关Venus（金星）、地球和火星上escape的可信性；
-有三个clues暗示了这三个行星上可能有escape process
-第一，如果没有escape的话，惰性气体比如neon和argon会在大气层里一直保留；那么他们的同位素应该和他们的来源相同，也就是和太阳上的相同；但是，不相同；

P4:
-第二，年轻的恒星，紫外线辐射很强，太阳就是如此，强辐射会驱动hydrodynamic escape

P5:
-第三，early类地行星（terrestrial）可能有富含氢气的大气层；氢气可能来自于水和iron和化学反应，来自于nebular gases，或来自于紫外线分解水
-early时期，小行星和彗星撞击频繁，撞击时会使大气层充满steam；这些steam需要超过几千年的时间才会凝结变成雨回到陆地表面；
-But，金星和太阳离得太近了，蒸汽会被紫外线分解；

P6:
-1980s，Kasting showed that 进行上的hydrodynamic escape 已经带走了大约是一整个ocean的氢气的量，在a few tens of years 内；
-Kasting showed 逃逸的氢气带走了更多的氧气，留下了二氧化碳
-没有水来使二氧化碳和minerals形成碳酸盐，导致了二氧化碳构成了金星现在的大气层；

彳亍的丁香

看一下！               

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【总体结构】讲述Hydrodynamic escape的现象和可能原因，科学家观察到HD行星存在此类现象，同时科学家推测曾经金星、火星、地球也出现过此现象，驱动原因有3个。JFK和同事确实发现了这个现象，并且现象塑造了现在的金星。
【分段内容】
第一段富含氢的大气最容易发生Hydrodynamic escape，且氢会将更重的分子原子拉着一起escape。并且大气层的组成能够揭示是否发生过这一现象。
第二段天文学家曾经在太阳系外的行星HD上发现这一现象，2003年报道称该行星有一个puffed-up的充满氢气的大气层，进一步的测量表明大气层里有碳和氧，是被氢drag的。Hydrodynamic loss也能说明为什么科学家没有发现比HD更大的行星如此靠近它的恒星。
第三-五段 HD的观测给一个1980年代提出的古早时期金星、火星、地球曾经有hydrodynamic escape提供了依据。有三个证据表明曾经发生，一个是noble gases，通过反推如果不是dydrodynamic escape，noble gases会在大气永远存在，也就是行星和太阳的组成会一样，然而事实并非如此；一个证据是youthful stars的radiation可以driven，一个是collision带来的水的蒸发并且被分解。
第六段 1980年代JFK等人表明he可能将整个海洋的氢在数千万年间搬走，带走了氧气，留下了二氧化碳。因为缺少水，二氧化碳无法变成矿物质，只能聚集在大气层，从而形成了现在的金星。

苏二在努力

P1 背景信息：氢气多的星球容易遭受氢气逃逸。就像风吹过沙漠，带走尘土，留下石头。因此，观察大气成分可以验证是否发生这一现象。
P2 一个太阳系之外的星球被发现有氢气逃逸现象。2003年，科学家发现这个星球充满气体。后来测量发现气体都是氧气和二氧化碳，这些气体太重了不可能自己逃逸出来。这也解释了为什么没有离恒星更近的行星， 因为多少距离之内多少年氢气会把行星整个大气层带走，只剩下烧焦的剩余物。
P3 三个证据证明火星、地球都发生过氢气逃逸。1. 如果没有发生逃逸，那么三个星球的气体成分都应该是一样的，和太阳类似。同位素应该和原始值一样。但是不一样。2. 年轻的恒星有很强的辐射，紫外线导致氢气逃逸。3. 三个星球都有充分的氢来源。紫外线让水分子解散，原始时期小行星撞地球掉到海里产生大量蒸汽。P4 火星上的氢气逃逸导致海洋和氧气都没了，剩下二氧化碳变成石灰岩。

言禾午

第一段：【介绍氢气逃逸的原理】大气富含氢气有利于hydrodynamic逃逸。随着氢气流出，他可以带走重的分子和原子。就好像沙漠的风吹颗粒穿过海洋，沙粒从一个沙丘到另一个沙丘，同时留下cobbles和boulders。氢气风带走的分子和原子的速度最者它们的重量而减小。因此，大气的组成成分可以反映这个过程曾经是否发生。
第二段：【举例HD，关于hydrodynamic逃逸】事实上，天文学家已经看到太阳系外氢气逃逸的标志，发生在一个类似于木星的HD星球上。使用哈勃望远镜，来自巴黎天文研究所的AFV和他同事在2003年称那个星球有一个puffed-up的氢气大气层。随后的研究发现二氧化碳和氧气在这个大气层中。这些原子太重以至于不能靠自己逃逸，所以它们一定是被氢气拽进来的。 hydrodynamic的消失也解释了为什么天文学家没有发现没有比HD更大的行星比HD更靠近自己的恒星。对于那些举例恒星3百万千米（大约HD的一半）的行星，hydrodynamic逃逸会在几十亿年内把整个大气去除，只留下烧焦的残骸。
第三段：【上述证据为其他三个行星hydrodynamic逃逸提供证据。证据1，noble气体】这些行星风的证据为提出金星、地球和火星hydrodynamic逃逸提供支持。有三个证据表明这些过程曾经发生过。1、noble气体。如果没有逃逸，化学性质不活泼的气体会仍然在大气中。它们不同isotope的充裕度和原始值和来自太阳的是一样的，因为他们共同起源于太阳nebula，但是它们的充裕度不同
第四段：【证据2，radiation】2、年轻的恒星是ultraviolet light的强烈来源，我们的太阳可能也不是例外。这个辐射可能导致hydrodynamic逃逸
第五段：【证据3，大气层有氢气充裕，氢气的来源】3、早期的陆地行星可能有氢气充裕的大气层。氢气可能来源于水和铁的化学反应，来自nebular气体或者来自水分子被太阳ultraviolet辐射分解。在那些原始的日子里，小行星和彗星撞击更频繁，一旦他们进去海洋，它们使大气充满水蒸气。经过几千年。水蒸气凝结和下雨回到表面，但金星和太阳很接近，水蒸气可能在大气层中蒸发了。
第六段：【氢气逃逸造成如今的金星】在这些条件下，hydrodynamic逃逸可以发生。1980年，JFK，现在在宾夕法尼亚州立大学，表明金星的hydrodynamic逃逸可以在几百亿年内带走一个海洋的氢气。JFK随后表明，氢气逃逸可以带走氧气留下二氧化碳。没有水来调节二氧化碳变成carbonate minerals的化学反应，二氧化碳在大气中积累，创造了我们今天看到的金星

Carolineccc

P1: 提出氢气逃逸——理论支持：根据重量带走分子和原子——检测目前大气中的化学成分即可揭露这个过程是否存在
P2：事实发现：一个宇航员发现了氢气逃逸的现象
P3-P5: 氢气逃逸的原因
     1. noble gases 如果没有氢气逃逸，惰性气体的丰富度应该和太阳的一样，但是现在不一样
     2. ultraviolet light
     3.    3. early atmosphere with Hydrogen。氢气来源于水中化学物质与铁的反应，来源于惰性气体，或者来源于被solar ultraviolet radiation分解的水分子。之前，小行星和彗星撞击产生蒸汽充盈大气。几千年后这些蒸汽冷凝然后下雨到地面上，但是Venus离太阳太近了直接蒸发了没有冷凝——有丰富的氢气
P6: 在这些条件下，氢气逃逸确实存在：一个Venus的实例
  

duoduo171

第一段
富含氢气的大气层最容易发生氢气逃逸（包含原因）
类比：像沙漠的风带着尘埃经过沙丘，氢气的风随着重量的增加速度减慢

第二段
宇航员观察到氢气从太阳系逃逸
证据：望远镜观测，碳与氧的含量（测量原因：重）
解释为什么没有比HD更能靠近star的大行星

第三段
行星风对金星、地球、火星的流体动力学逃逸提供证据
3个线索：（1）惰性气体 本应和太阳中的气体原始值相同，但实际不同（2）年轻的恒星是紫外线的来源，促进氢气逃逸（3）早期行星的大气层可能富含氢气（解释氢气来源）asteriod和comet碰撞产生steam,但金星离太阳很近，水分一直在大气层蒸发

第四段
以上三种条件下，氢气逃逸成为可能
James认为氢气逃逸可能在很久之后带走海洋里所有的氢，这也会带走氧，但把二氧化碳留下
由于没有水来中和化学反应 堆积在大气层中的二氧化碳形成了我们今天看到的金星

Zz_ZhangMn

P1: 提出氢气逃逸——理论支持：根据重量带走分子和原子——检测目前大气中的化学成分即可揭露这个过程是否存在
P2：事实发现：一个宇航员发现了氢气逃逸的现象
P3-P5: 氢气逃逸的原因
     1. noble gases 如果没有氢气逃逸，惰性气体的丰富度应该和太阳的一样，但是现在不一样
     2. ultraviolet light
     3.    3. early atmosphere with Hydrogen。氢气来源于水中化学物质与铁的反应，来源于惰性气体，或者来源于被solar ultraviolet radiation分解的水分子。之前，小行星和彗星撞击产生蒸汽充盈大气。几千年后这些蒸汽冷凝然后下雨到地面上，但是Venus离太阳太近了直接蒸发了没有冷凝——有丰富的氢气
P6: 在这些条件下，氢气逃逸确实存在：一个Venus的实例

Emily613

P1：讲了流体力学逃逸现象。富含氢的最容易发生流体力学逃逸现象。当氢气向外流动时，它还会带着更重的分子和原子。用沙漠的灰尘和沙粒进行了类比。
P2:讲了在与Jupiter类似的一个星球上有很明显的流体力学逃逸现象。
P3:hydrodynamic loss解释了为什么没有比HD更大的行星更靠近他们的星球。
P4-P5:有证据表明在Venus、Earth和Mars上曾经发生过流体力学逃逸现象。 接下来就讲了三个证据：第一个是如果没有逃逸，例如neon或者argon等气体会一直留在大气中，但是事实相反。第二个是youthful stars是紫外线光的重要来源，这种辐射驱动了这种逃逸现象。第三个是early terrestrial planets富含氢，本来是蒸汽凝聚然后下雨到地面，但是Venus离太阳太近了，直接将水蒸气分解。
P6: 在这些条件下逃逸确实很轻易地实现。