Une planète tectoniquement inactive peut-elle conserver une atmosphère à long terme?

Une planète peut-elle être tectoniquement inactive et conserver une magnétosphère et une atmosphère protégée? Comment ça marche?

Sinon, comment une planète pourrait-elle conserver une atmosphère épaisse comme celle de la Terre pendant de longues périodes?

Remarque, je ne pose pas de questions sur Earth science SE car, eh bien, la question ne concerne pas la Terre. J'espérais qu'il y avait une sorte de théorie astronomique pour d' autres planètes habitables potentielles.

atmosphere magnetic-field earth-like-planet

— EveryBitHelps
source

Quelle est votre base pour affirmer que la tectonique active est requise pour une magnétosphère?

— Carl Witthoft

La rotation du noyau interne crée la magnétosphère. Le noyau en rotation alimente également le noyau externe et la dynamique «fluide» du manteau, ce qui entraîne des hotshots et une tectonique des plaques. D'où la question. Est-ce juste une association fortuite? Ou existe-t-il une relation causale?

— EveryBitHelps

Serait-il sûr de supposer que les géants du gaz n'ont pas de tectonique des plaques?

— Ellesedil

Hum. Oui? Pouvons-nous supposer que cette question n'a pas à l'esprit les géants du gaz? :) bon point, même si je ne suis pas sûr en fait.

— EveryBitHelps du

Oui, une planète tectoniquement inactive peut conserver une atmosphère à long terme.

Vous établissez le lien selon lequel un manque de tectonique des plaques sur une planète indique un noyau "mort" et donc ladite planète n'a pas de magnétosphère. En tant que tel, je vais interpréter votre question comme suit: une planète sans magnétosphère peut-elle conserver une atmosphère à long terme? Pour preuve, j'offre Vénus.

Champ magnétique de Vénus

Vénus est une planète sans magnétosphère générée par un noyau. On pense que la cause de cela est la vitesse de rotation lente de Vénus (de près de 243 jours) et un manque de convection, permettant un mouvement massif dans le noyau. Comme je suis sûr que vous le savez, vous avez besoin d'une charge mobile pour créer des champs magnétiques et le noyau de Vénus ne bouge tout simplement pas. En tant que tel, nous voyons que Vénus est une planète morte tectoniquement - sa surface a environ 500 millions d'années, tandis que la surface de la Terre est recyclée tous les 100 millions d'années ou moins en raison de notre tectonique des plaques.

Or, Vénus n'est pas entièrement dépourvue de champ magnétique. Ironiquement, son manque de magnétosphère permet la génération d'un champ magnétique par son atmosphère. Parce que le rayonnement du Soleil frappe plus ou moins directement l'atmosphère, Vénus possède une forte ionosphère. Lorsque vous obtenez beaucoup de particules chargées se déplaçant dans une atmosphère, vous obtenez un champ magnétique. Mais dans l'ensemble, ce champ est très, très faible par rapport à une véritable magnétosphère comme celle que nous avons sur Terre.

J'ai trouvé cette source qui parle beaucoup de ce concept et pourquoi Vénus n'a pas de magnétosphère. Consultez-le pour obtenir beaucoup plus de détails.

L'atmosphère de Vénus

$\sim93\:\mathrm{atm}$

En bref, la réponse est que l'inondation du vent solaire contre une atmosphère n'est pas nécessairement le principal facteur contribuant à la perte atmosphérique. C'est possible, mais pas toujours. Par exemple, Mercure, une autre planète avec une magnétosphère faible (mais non nulle), n'a pas d'atmosphère (si elle l'a déjà fait) car elle est si proche du Soleil que le vent solaire a probablement emporté cette atmosphère il y a longtemps. Vénus, en revanche, est suffisamment éloignée pour que le vent solaire ne puisse tout simplement pas dépouiller l'atmosphère. Ici, je vais citer directement wikipedia (c'est moi qui souligne).

Un manque de champ magnétique ne détermine pas le sort de l'atmosphère d'une planète. Vénus, par exemple, n'a pas de champ magnétique puissant. Sa proximité avec le Soleil augmente également la vitesse et le nombre de particules, et entraînerait vraisemblablement le dépouillement presque total de l'atmosphère, un peu comme celle de Mars. Malgré cela, l'atmosphère de Vénus est plus dense de deux ordres de grandeur que celle de la Terre. Des modèles récents indiquent que le décapage par le vent solaire représente moins de 1/3 du total des processus de perte non thermique.

Perte atmosphérique

Si le vent solaire n'est pas le facteur contribuant à la perte atmosphérique, quel est-il? La réponse à cela est un processus connu sous le nom de Jean's Escape . Pour le dire simplement, pour que les particules de gaz dans l'atmosphère s'échappent dans l'espace, elles ont besoin de suffisamment d'énergie pour sortir du puits de gravité de la planète. Certaines particules auront cette énergie et s'échapperont ainsi dans l'espace. Au fil du temps, l'atmosphère se dissipe peu à peu (cela arrive aussi pour la Terre!).

$10.4\:\mathrm{km/s}$ $11.2\:\mathrm{km/s}$ $\sim97\%$ $\sim44\:\mathrm{amu}$

Dégazage

Encore un point à ajouter à cela. On peut soutenir que peut-être l'atmosphère peut / peut être reconstituée en continu, mais cela ne fonctionnera pas ici parce que nous supposons que la planète est morte tectoniquement. Vous ne pouvez pas vraiment avoir de dégazage sur une planète sans surface active.

Conclusion

De nombreux facteurs déterminent la fuite atmosphérique. Différentes planètes perdront leur atmosphère pour différentes raisons. Cependant, il est tout à fait possible pour une planète, dans les bonnes conditions, de maintenir une atmosphère à long terme, malgré l'absence de magnétosphère mondiale. Comme nous pouvons le voir sur Vénus, les conditions sont généralement que la planète doit être suffisamment éloignée de l'étoile, son atmosphère doit être suffisamment dense et composée de particules lourdes, et la planète elle-même doit être suffisamment grande pour avoir un puits de gravité appréciable. Si toutes ces conditions sont réunies, une planète peut conserver une atmosphère sans avoir de magnétosphère pour la protéger.

— zéphyr
source

Wow, excellente réponse.

— Sir Cumference

Ce fut un réel plaisir de lire cette réponse.

— okolnost

@Puppy Je ne modifierai pas ma réponse, mais j'ajouterai ici que Mars est beaucoup plus petit et moins massif que Vénus ou la Terre, avec seulement 5 km / s de vitesse d'échappement. Cela signifie que l'atmosphère peut s'échapper beaucoup plus facilement via Jeans Escape. Vous remarquerez que la majeure partie de l'atmosphère de Mars est constituée de CO2, qui est relativement lourd et a donc plus de mal à s'échapper. Si des molécules plus légères ont existé dans l'atmosphère de Mars à un moment donné, elles se sont depuis longtemps échappées dans l'espace, probablement par la fuite de Jeans et, dans une moindre mesure, du barrage du vent solaire.

— zephyr

Peut-on vraiment considérer Vénus tectoniquement morte? Je pensais qu'il y avait toujours une activité volcanique (assez violente). Bien sûr, il n'a pas de tectonique des plaques, mais même sur Terre, cela est entraîné presque entièrement par la croûte océanique - ce que Vénus n'a tout simplement pas. Une nouvelle croûte se crée tout le temps sur Vénus, elle ne se comporte tout simplement pas de la même manière que celle de la Terre. Le dégazage volcanique se poursuit, alimentant l'atmosphère avec de plus en plus de dioxyde de carbone au fil du temps.

— Luaan

@Luaan Quoting wikipedia : "Même s'il y a plus de 1 600 volcans majeurs sur Vénus, aucun n'est connu pour être en éruption à l'heure actuelle et la plupart sont probablement éteints depuis longtemps." La dernière activité volcanique majeure et active sur Vénus remonte à environ 500 millions d'années (sur la base des observations de cratères). Je ne dis pas que Vénus est morte à 100%, mais elle est probablement morte à 98%. Sa surface est ancienne et tout dégazage ou volcanisme qui existe encore est minime.

— zephyr